Устройство для использования энергии электростатического поля

Авторы патента:

Старченко Евгений Иванович (RU)

Черунова Ирина Викторовна (RU)

Меркулова Алла Владимировна (RU)

Гавлицкий Александр Иванович (RU)

H05F3/02 - с помощью заземляющих соединений

Владельцы патента RU 2439864:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU)

Изобретение относится к электротехнике, а также к области охраны труда и технике безопасности и может быть использовано для аккумуляции энергии электростатического поля или непосредственного питания потребителей электрического тока, обеспечивая при этом повышение электростатической безопасности. Предлагаемое устройство для использования энергии электростатического поля включает контактный элемент и электрическую цепь заземления, в которую включен выпрямительный мост, обеспечивающий использование энергии электростатического поля зарядов, образовавшихся на поверхностях материалов в результате их естественной электризации. Предлагаемое устройство для использования энергии электростатического поля может служить как для аккумуляции энергии электростатического поля, так и для непосредственного питания потребителей электрического тока, обеспечивая при этом повышение электростатической безопасности окружающей среды. Технический результат изобретения заключается в использовании энергии электростатического поля, возникающего в результате естественной электризации материалов, например для заряда аккумуляторной батареи, и расширении функциональных возможностей систем, обеспечивающих электростатическую безопасность. 2 ил.

Известны устройства, преобразующие энергию электростатического поля в энергию электрического тока и обеспечивающие электростатическую безопасность. Это различные системы заземления, способствующие стеканию электростатического заряда на землю: антиэлектростатические кольца, браслеты и ремешки [ГОСТ 12.4.124-83 ССБТ. Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования. М.: ИПК Издательство стандартов, 1983. - С.2-4.; патент GB 2279875, A61N 1/14, H02B 3/00, опубликовано 1995; патент US 4373175, A61N 1/14, H05F02, опубликовано 1983], снижающие электростатический потенциал тела человека; различные контактирующие устройства для снятия электростатического заряда с окружающих предметов [патент RU 2205524, H05F 3/02, опубликовано 2003], в том числе рекомендуемые для использования в радиоэлектронной промышленности [патент DE 2621672, A61N 1/14, A61N 1/00, H05F 3/00 опубликовано 1977; патент RU 2288551, H05F 3/02, опубликовано 2006]; антистаты для отвода зарядов статического электричества с подвижных объектов, например с транспортных средств [патент GB 2180204, B60R 16/06, H05F 3/02, опубликовано 1987] или при сливе (наливе) легковоспламеняющихся жидкостей [RU 2160977, H05F 3/02, опубликовано 2000].

Недостатком данных устройств является то, что они обеспечивают только отвод образовавшихся электростатических зарядов, но не предусматривают использование энергии электростатического поля.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является антистатический браслет [авторское свидетельство СССР 997266, H05F 3/02, опубликовано 1983, бюл. №6]. Схема прототипа представлена на фиг.1 (1 - корпус, 2 - металлическое основание, 3 - верхний металлический электрод, 4 - нелинейное сопротивление). Данное устройство служит для борьбы с вредными проявлениями статического электричества, обеспечивая стекание электростатического заряда с наэлектризованного объекта.

Недостатком прототипа является невозможность использования энергии электростатического поля.

Задачей предлагаемого изобретения является использование энергии электростатического поля зарядов, образовавшихся на поверхностях материалов в результате их естественной электризации при взаимодействии, например, для заряда аккумуляторной батареи.

Поставленная задача решается тем, что в устройство (фиг.2), содержащее корпус из изоляционного материала 1 с контактным элементом (металлическое основание) 2 и верхним металлическим электродом 3, между которыми расположено нелинейное сопротивление 4, введен выпрямительный мост 5, причем первый вывод переменного тока выпрямительного моста 5 подключен к верхнему металлическому электроду 3, второй вывод переменного тока выпрямительного моста 5 подключен к общей шине, положительный вывод выпрямительного моста 5 является первым выходом устройства 6, а отрицательный вывод выпрямительного моста 5 - вторым выходом устройства 7.

Энергия электростатического поля, возникающего в процессах естественной электризации, незначительна. Так энергия электростатического поля, созданного человеком при потенциале на его поверхности 25 кВ, с учетом средней емкости тела человека 350 пФ, составляет величину порядка 0,1 Дж. При этом статическое электричество характеризуется достаточно высоким напряжением - десятки киловольт, и очень маленькой силой электрического тока. Поэтому оптимальным способом использования энергии электростатического поля является заряд аккумуляторной батареи 8 (фиг.2) или питание маломощных потребителей электрического тока, обладающих высоким сопротивлением 9, таких как электронные часы, различные датчики.

Предлагаемое устройство для использования энергии электростатического поля обеспечивает работу потребителей электрического тока, одновременно снижая электростатический заряд, накапливающийся непосредственно на одежде и теле человека, а также на рабочих поверхностях столов, стульев и других окружающих предметов, в том числе и на приборах, находящихся под напряжением.

Принцип действия предлагаемого устройства для использования энергии электростатического поля состоит в следующем: высокий потенциал статического электричества посредством контактного элемента, электрической цепи заземления и выпрямительного моста создает электрический ток через аккумуляторную батарею, заряжая ее, и, если это необходимо, непосредственно обеспечивает питание потребителей электрического тока. Выпрямительный мост обеспечивает необходимую полярность тока через аккумуляторную батарею.

Таким образом, технический результат предлагаемого изобретения заключается в использовании энергии электростатического поля, возникающего в результате естественной электризации материалов, например для заряда аккумуляторной батареи, и расширении функциональных возможностей систем, обеспечивающих электростатическую безопасность.

Устройство для использования энергии электростатического поля, содержащее контактный элемент, верхний металлический электрод и сопротивление, расположенное между ними, отличающееся тем, что в устройство введен выпрямительный мост, причем первый вывод переменного тока выпрямительного моста подключен к верхнему металлическому электроду, второй вывод переменного тока выпрямительного моста подключен к общей шине, положительный вывод выпрямительного моста является первым выходом устройства, а отрицательный вывод выпрямительного моста - вторым выходом устройства.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для нейтрализации электростатических зарядов в потоке жидкости. .

Устройство металлизации подвижных элементов конструкции // 2393651

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции.

Способ утилизации энергии молнии // 2369991

Изобретение относится к области экологически чистой возобновляемой электроэнергетики. .

Способ нейтрализации статического электричества в потоке вещества // 2351100

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для отвода электростатических зарядов из потока нефти и других жидких углеводородов. .

Устройство для отвода зарядов из потока жидкости // 2341918

Устройство выравнивания электрических потенциалов на электромеханизированных фермах крупного рогатого скота // 2328837

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике защиты животных от поражения электрическим током на фермах крупного рогатого скота. .

Способ получения устройства для снятия статического электричества с корпуса транспортного средства // 2290773

Изобретение относится к технике эксплуатации машин, в частности, для отвода на землю зарядов статического электричества с подвижных объектов, например транспортных средств.

Устройство отвода электростатического заряда // 2288551

Изобретение относится к технике борьбы с вредными проявлениями статического электричества и может быть использовано при разработке устройств для отвода электростатических зарядов с помощью заземляющих соединений для радиоэлектронной промышленности.

Способ электрозащиты газотурбинной установки при ремонте // 2251010

Изобретение относится к области электротехники, в частности к средствам защиты от повреждения элементов конструкции установок в процессе проведения восстановительного ремонта.

Соединительное устройство для отвода зарядов статического электричества // 2205524

Изобретение относится к технике защиты от вредных проявлений статического электричества, особенно в местах, где имеется опасность образования взрывной смеси воздуха с горючими парами и газами.

Способ молниезащиты и устройство для его реализации // 2456727

Изобретение относится к средствам защиты объектов различного назначения при прямом или близком воздействии молниевых разрядов, электромагнитных импульсов (ЭМИ), коротких замыканий и коммутаций энергооборудования, в частности к средствам молниезащиты промышленных или жилых зданий и сооружений, а также искроопасных объектов энергетики, нефтегазовых, химических, оборонных и других отраслей народного хозяйства

Устройство металлизации подвижных элементов конструкции // 2462005

Изобретение относится к устройству металлизации подвижных элементов конструкции и предназначено для защиты электрических приборов и кабельных сетей машин от влияния зарядов статического электричества, скапливающихся на подвижных элементах конструкции

Устройство для снятия электростатического заряда с нефтепровода // 2490834

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти

Устройство для снижения скорости коррозии нефтепровода путем удаления электростатического заряда // 2490835

Защита от молнии - способ испытаний объектов на молниезащищенность и устройство для его осуществления // 2502237

Изобретение относится к технике защиты от ударов молнии. Технический результат - приближение искусственно созданных ячеек грозового облака к природным грозовым облакам и повышение точности создания условий возникновения молний. Создают поток заряженного аэрозоля, накапливают электрический заряд в заторможенном потоке в виде заряженного облака до величины, когда напряженность электрического поля в промежутке «облако-модель объекта» достаточна для формирования лидерного разряда, регистрируют количество разрядов, попадающее на объект и молниеприемник, и делают вывод о молниезащищенности объекта. При этом создают трехпольную ячейку грозового облака путем внедрения в него положительного, затем отрицательного и снова положительного заряда. Устройство содержит имитатор (1) местности, модель (2) объекта, модель (3) молниеприемника, имитатор грозовых облаков, выполненный в виде генератора (4) заряженной аэрозольной струи, который соединен с источником (5) знакопеременного питания, в котором имеется возможность регулирования амплитуды и длительности выходного тока, фотоаппарат (6), подсоединенный к компьютеру, или токовый шунт (7), через который модель (3) молниеприемника соединена с имитатором (1) местности. Отношение Т+/Т- длительностей положительной и отрицательной полярностей и отношение I+/I- амплитуд тока положительной и отрицательной полярностей источника (5) знакопеременного питания может изменяться от 0,1 до 2, сумма Т++Т- длительностей положительной и отрицательной полярностей может изменяться от 0,1 до 10 секунд, а пауза между сериями импульсов составляет не менее 1 секунды. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Антистатическое поверхностное покрытие // 2515982

Изобретение относится к безосновному проводящему поверхностному покрытию и способу изготовления такого покрытия. Безосновное проводящее поверхностное покрытие содержит центральный слой, состоящий из частиц, полученных измельчением листа. Указанные частицы представляют собой неспекшиеся частицы, внедренные в полимерную матрицу. Указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал. Способ изготовления безосновного проводящего поверхностного покрытия включает: a) обеспечение наличия частиц, полученных измельчением листа, b) обеспечение наличия порошка на основе полимера для полимерной матрицы, c) нанесение указанных частиц на движущийся ленточный носитель, d) нанесение на указанные частицы указанного порошка на основе полимера, e) термообработку и уплотнение в прессе указанных частиц и указанного порошка на основе полимера. Технический результат - получение безосновного поверхностного покрытия, обладающего антистатическими свойствами. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 10 ил., 19 пр.

Устройство для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы // 2525855

Настоящее изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти. Поставленная задача - повышение надежности и производительности конструкции и эффективности удаления электростатических зарядов за счет изменения расположения разрядного электрода в нейтрализационной камере и увеличения площади его контакта с потоком жидкости. Указанная задача решается тем, что в предлагаемом устройстве для нейтрализации электростатического заряда на внутренней поверхности трубы, включающем разрядный электрод, устанавливаемый на трубопроводе с помощью фланцевого соединения, согласно предлагаемому изобретению внутренняя поверхность трубы футерована полиэтиленом, болтовые соединения фланцев изолированы полиэтиленовыми втулками, а разрядный электрод, выполненный в виде кольца с зубьями, установлен между фланцами и через дренажный кабель, закрепленный на кольце, соединен с заземлителем. Технический результат: уменьшение распределенного электростатического потенциала по внутренней поверхности нефтепровода после электроизолирующих фланцев, снижение коррозионного поражения металла труб после электроизолирующих фланцев. 2ил. Референт Головинова И.В.

Устройство для дистанционного измерения высоких напряжений статического электричества и электропитания системы мониторинга автономного объекта // 2534759

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и связано с практическим использованием микромощных возобновляемых источников энергии, в частности энергии электростатического заряда, возникающего на поверхности полимерных материалов, например специальной одежде и т.п. Технический результат: дистанционное измерение высоких напряжений, образующихся на поверхности полимерных и других материалов, накопивших электростатический заряд, и организация электропитания микромощной системы мониторинга мобильных объектов различных классов (например, человека) от энергии того же электростатического электричества. Устройство содержит источник статического электричества (1), на поверхности которого образуется высокое измеряемое напряжение, разрядный элемент (2), последовательно с которым включена первичная обмотка (3) согласующего трансформатора (4), имеющая первый (5) и второй (6) выводы, вторичная (7) обмотка согласующего трансформатора (4), имеющая первый (8) и второй (9) выводы, причем ее первый (8) вывод связан через выпрямительный элемент (10) с первыми выводами накопительного конденсатора (11) и цепи нагрузки (12), а второй вывод (9) вторичной (7) обмотки согласующего трансформатора (4) связан со вторыми выводами накопительного конденсатора (11) и цепи нагрузки (12). Источник статического электричества (1), на поверхности которого образуется высокое измеряемое напряжение, соединен с разрядным элементом (2) через высокоомный резистор (13), общий узел высокоомного резистора (13) и разрядного элемента (2) соединен с первым выводом дополнительного конденсатора (14), второй вывод которого связан со вторым (6) выводом первичной обмотки (3) согласующего трансформатора (4), в качестве цепи нагрузки (12) используется система мониторинга автономного объекта, включающего радиопередающее устройство (12), основной модулирующий вход (15) которого связан с первым (8) выводом вторичной (7) обмотки согласующего трансформатора (4), а радиоприемное устройство (16) содержит приемник радиосигналов (17), первый (18) выход которого связан со входом измерителя (19) интервалов времени между импульсами на вторичной (7) обмотке согласующего трансформатора (4), зависящих от величины высокого измеряемого напряжения статического электричества. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство для защиты жидкостного ракетного двигателя (жрд) от статического электричества // 2553585

Изобретение относится к области жидкостных ракетных двигателей. В устройстве для защиты жидкостного ракетного двигателя от статического электричества, содержащем токопроводящие перемычки, закрепленные при помощи винтов и гаек одним концом к установочным элементам на корпусах пироклапанов, другим концом - к бобышкам на раме двигателя, пиропатроны, ввернутые в пироклапаны, бобышки заземления на раме, провода заземления, в котором согласно изобретению между резьбовой частью пиропатронов и ответной резьбой гнезда пироклапана, резьбой на корпусе пироклапана и резьбой тубуса пусковой ампулы газогенератора, а также в местах крепления перемычек и заземления нанесена токопроводящая эмаль, уменьшающая активное сопротивление электрической цепи и служащая одновременно средством контровки резьбовых соединений, с конструкциями узлов с пироклапанами соединены трубопроводы, к которым закреплены электрические перемычки, связанные с рамой двигателя при помощи крепежных элементов, на поперечной растяжке его рамы размещены по крайней мере две бобышки с подсоединенными к ним проводами заземления. Изобретение обеспечивает повышение надежности электрических цепей для снятия электростатического электричества с пиросредств. 2 з.п. ф-лы, 16 ил.

Устройство металлизации подвижных элементов конструкции // 2564676

Изобретение относится к устройству металлизации подвижных элементов конструкции трансформируемых механических систем космических летательных аппаратов и предназначено для защиты приборов и кабельных систем трансформируемых механических систем космических летательных аппаратов от влияния зарядов статического электричества, которые скапливаются на данных элементах конструкции. В устройстве металлизации подвижных элементов конструкции трансформируемых механических систем космических летательных аппаратов электрическая связь выполнена в виде гибкого электропроводящего элемента, состоящего из набора упругих металлических пластин, собранных в сэндвич, концы которого жестко закреплены в узлах крепления на подвижных и не подвижных элементах конструкции трансформируемых механических систем космического аппарата. Изобретение обеспечивает возможность применения устройства металлизации не только для защиты приборов и кабельных систем трансформируемых механических систем космических аппаратов от влияния зарядов статического электричества, но и для получения дополнительного усилия в сторону раскрытия элементов конструкции трансформируемых механических систем и снижения сопротивления их раскрытия. 4 ил.