Униполярный нейтрализатор электростатическихзарядов

 

О П И С А Н И Е l94199

Союз Советских

Свт1иалистичвских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 17.! I.1964 (№ 881497/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 30.ill.1967. Бюллетень № 8

Кл, 21, 33

МПК Н 05!

УДК 621.319.74 (088.8) Комитет пс делам изсбретеиий и открытий при Сввете Иииистрсв

СССР

Дата опубликования описания 24Л .1967

1 !1АТЬ! . -0TEXtiii." Г„;;. „ ;

БЮ КЛ . д

Авторы изобретения

В. Н, Шихов и В. П. Ситников

Заявитель

УНИ ПОЛЯРНЫЙ Н ЕЙТРАЛИЗАТОР ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ

ЗАРЯДОВ

Известные устройства для снижения и нейтрализации электростатических зарядов в условиях меняющейся величины и полярности электростатических зарядов на диэлектрике либо не обеспечивают необходимого снижения зарядов из-за малой эффективности, как например радиоактивные, индукционные, высоковольтные нейтрализаторы с переменным напряжением, либо же могут .производить даже перезарядку диэлектрика, например высоковольтные нейтрализаторы с постоянным напряжением.

Предложенный униполярный нейтрализатор обладает высокой эффективностью нейтрализации электростатических зарядов и обеспечивает нейтрализацию зарядов любой полярности. В нем применен датчик потенциала и блок автоматического выключения соответствующего коронированного электрода в зависимости от величины потенциала и полярности заряда.

На фиг. 1 показаны игольчатые разрядные трубы нейтрализатора; на фиг. 2 — принципиальная схема высоковольтного выпрямителя нейтрализатора и блока автоматического управления; на фиг. 3 схематически изображен датчик сигнала полярности зарядов статического электричества на бумаге.

Униполярный нейтрализатор электростатических зарядов с автоматическим включением н переключением полярности содержит игольчатые .разрядные трубы 1 (фиг. 1) высокоьольтный выпрямитель 2 (фиг. 2), датчик 8 (фиг. 3) и блок а.втоматического управления4.

Каждая из разрядных труб состоит из заземленного металлического кожуха 5, снабженного щелью 6, иглодержателя 7 н игл 8.

В торцах кожуха установлены диэлектрические пробки 9. Ширина щели на разрядной

10 трубе положительного электрода меньше ширины щели на трубе отрицатель ного электрода. Для устранения неправильного .подключения разрядных труб к источнику питания, штекеры 10 разрядных труб имеют разный

15 диаметр.

Для увеличения надежности работы нейтрализатора и уменьшения габаритов установки выбрана схема каскада умножения напряжения. Питание от сети переменного тока подается на трансформаторы Трт или Тр», каждый из которых (в зависимости от полярности зарядов на бумаге) питает свой каскад умножения, собранный на,полупроводниковых диодах и конденсаторах.

2> Работа каскада умножения положительной полярности.

В первом положительном полупериоде конденсатор С, заряжается через вентили Д до величины напряжения трансформатора. Во

30 втором полупериоде конденсатор C заря194199 жается через веч!Ти !н Д с> ммарным напряжением UTp +Го.. В третий полупериод, когда происходит повторная зарядка конденсатора С, через вентиль Д(окажется запертым вентиль Д и конденсатор C разрядится через вентиль Д;, на конденсатор С-„зарядив его до суммарного напряжения Гтр + L c,. В следую. щий полупериод цикл повторится и на конденсаторе С(появится напряжение Гтр -+- UeÄ.

По окончании зарядки конденсатора С, па вы- 10 ходе появится положительное напряжени=. /гр + Гс,, т. е. и четыре раза превышающее номинальное. На нагрузке напря>кение появляется через четыре полупериода — по числ. каскадов умножения. Аналогично работает каскад умножения для трубы с отрипательным потенциалом. Beë((÷(ï(à конденсаторов завис(п от величины номинального тока нагрузки.

В рассматриваемом варианте за расчетный 20 принимают ток короткого замыкания, который согласно рекомендации чехникн безопасности выбран равным /ma. Для ограничения тока короткого замыкания применены огра(шчивающие сопротивления R, и R. .

Датчик потенциала содержит две металлические пластины 11 и 12 экранированного кабеля 18 и крепе>кной скобы 14 для размен(ения над бумагой. Oi представляет собой конденсатор, одна из пластин которого 12 заземлена. Датчик устанавливают над бумагой и по закону электростатической индукции на пласт((не 11 наводится заряд с полярностшо, противопо,чожной полярности заряда бумаги.

Величина заряда-сигнала пропорциональна поверхностной, плотности заряда на бумаге.

По экранированному кабелю сигнал поступает от датчика на вход блока автоматического управления.

Блок автоматического управления представ- 4О ляет собой двухкаскадный усилитель постоянного тока, собранный по балансной схеме, применение которой значительно уменьшает дрейф нуля усилителя, обусловленного изменениех(напря>кения питания. В балансной схе- 45

»е два плеча ооразуют триод Л(и два сопротивления Rz и R .

При отсутствии входного с((гнала напряжение на нагрузке выхода уравновешенного»оста равно нулю. Входной сигнал изменяет про- 5О водимость ламп, равновесие моста нарушается и на нагрузке появляется выходной сигнал.

С другой стороны небольшое изменение напряжения накала и анода вызывает почти одинаковые изменения анодных токов в обеих лампах IocTH, и поэтому дрейф значительно снижается, Так как токи утечки от датчика через сопротивление R;, небольшие, то лампа

Лх работает в элекгрометрическом режиме, т. е. при пониже» (ых напряихеннях анода и на- 6О кала. Первый каскад является усилителем по напряжению.

Выход от лампы J7> подается на сетки лампы Л., которая работает как усилитель мощности. Для с((((>кен>гя дрейфа ну (я второй кас- 65 кад также собран по балансовой схеме, которая работает аналогично схеме первого каска,а. Второй каскад выдает сигнал непосредственно на поляризованное реле РП, которое, в зависимости от направления тока, т. е. полярности заряда на датчике, включает автоматически разрядную трубу знака противо положного, по сравнению со знаком на бумаге. Если сигнал с датчика очень слабый или совсем отсутствует, то поляризованное реле находится в нейтральном положении и на разрядных трубах напряжение отсутствует, следовательно, нейтрализатор автоматически выключается.

Автоматика настроена таким образом, что нейтрализатор пе работает при t(IJIQTHocT((заряда на бумаге, которая не влияет на нормальную работу листореза.чьной MBIIIHIHb( ((10-хх ку.г/слх- ), Если необходимо, чтобы нейтрализатор включался при ббльшей поверхностной плотности зарядов на бумаге 10-(((róë/cè- или даже 10 (кул/слх, достаточно удалить дат(ик от бумаги на определенное расстояние.

Для снижения влияния переменное составляющей наводок параллельно реле РП включен конденсатор С;,.

Усилительное устройство питается от транс;рорматора Тр, Для стабилизации анодного папря>кения служат стабилитроны Л и Л .

Д;и лучшего зажигания параллельно стабил; трону Лх подключено сопротивление R(;. Для снижения шумов питание накальных цепей осуществляется постоянным током.

Для сии>кения накального напряжения первого каскада применено гасительное сопротивление R-,. О работе автоматического управления сигнализирует лампа Л,;. 1хроме автоматического управления в схеме предусмотрено ручное управление полярностью разрядных труб, с помощью переключателей тумблеров

П),(П,, Блок автоматического управления и источник питания смонтированы в металлическом кожухе, который разделен на две части— нижняя для блока высоковольтного выпрямителя и верхняя — для блока автоматического управления. На передней панели источника питания смонтированы два тумблера I7(и П, трн предохранителя ПР,, ПР., и ПР, гнездо подключения датчика и сигнальная лампа работы автоматики. Тумблер подачи питания размещен на боковой панели. При необходимости, подача напря>кения на нейтрализатор может осуществляться от пусковой кнопки листорезальной ма LIIHH(.I.

Выдача высокого напряжения на разрядные трубы осуществляется через проходные изоляторы, Игольчатые разрядные трубы нейтрализатора смонтированы на листорезальной машине за ножом, на расстоянии 20 — -100 (хлх от листа бумаги. Датчик прибора устанавливают над бумагой на расстоянии 5 — 20,ялх перед ножом.

Нейтрал>(затор включаетгя либо от пусковой машины, либо оператором тогда, когда за194199 ряды статического электричества на материале затрудняют нормальную работу.

При подаче питания на нейтрализатор датчик даст команду на подключение одной из разрядных труб, что зависит от полярности зарядов. На концах игл подключенной трубы начинается интенсивная уннполярная ионизация воздуха. Ионы со знаком, противоположным полярности зарядов .на материале, притягиваются к последнему и нейтрализуют накопленные заряды. С изменением полярности зарядов на материале датчик включает вторую разрядную трубу, что приводит к образованию в воздухе ионов противоположной полярности.

Перемещая датчик па определенном расстоянии над материалом, задают порог поверхностной плотности зарядов, с которого псйтрализатор «втоматически включается в работу.

Предмет изобретения

Униполярный нейтрализатор электростатических зарядов, например для использования в полиграфическом производстве, содержащий игольчатые коронированные трубы- электроды и высоковольтный источник питания постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности нейтрализации зарядов, меняющихся по величине и полярности, применен блок автоматического включения соответствующего коронированного электрода в зависимости or величины потенциала и полярности заряда, и датчик, установленный над обрабатываемым материалом и передающий сигнал на вход блока включения.

194199

Составитель Н. Карасева

Редактор Е. Кречетова Техред Т. П. Курилко Корректоры: М. П. Ромашова и Г. Й. Плешакова

Заказ 1380/14 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2