УСТРОЙСТВО С ДУГОВЫМ ГЕНЕРАТОРОМ ДЛЯ РАЗДАЧИ ВПИТЫВАЮЩИХ ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2016 года по МПК A47K10/36 

Уровень техники

Область техники, к которой относится изобретение

Дуговой генератор создает путь с высоким импедансом на заземление для устранения электростатических зарядов в раздатчиках.

Описание предшествующего уровня техники

Обычные раздатчики для впитывающих листовых изделий включают в себя хранилище со впитывающим рулоном, подлежащим раздаче. Этот рулон передается по меньшей мере одним передающим элементом для подачи впитывающего рулона к положению, где он разрезается, чтобы образовывать отдельные впитывающие листовые изделия для потребителя.

В раздатчиках для впитывающего материала, подобного бумажному материалу, можно наблюдать накопление электростатического заряда. Когда два тела из различного материала находятся в контакте друг с другом, происходит миграция электронов между этими двумя поверхностями. Количество электронов, которые мигрируют, зависит от разности в так называемой работе выхода электрона этих двух материалов. Термин "работа выхода электрона" означает энергию, требуемую для удаления электрона с поверхности определенного материала в бесконечность. Материал с более низкой работой выхода электрона действует как донор. От такого материала-донора электроны мигрируют к акцепторному материалу с более высокой работой выхода электрона. Если эти два тела внезапно были отделены друг от друга, электроны пытаются возвратиться к их исходному материалу. В тех случаях, когда материал является проводящим, это возможно, и электроны мигрируют назад к их исходному материалу. Однако, если одно или оба из этих двух тел являются изоляционными материалами, то это не будет происходить. В результате электроны захватываются на поверхности материала, к которому они мигрировали.

Статическое электричество создает высокие напряжения со слабыми токами. Общепринятый Стандарт IEC 61000-4-2 ограничивает допустимый максимальный уровень напряжения до величины, меньшей, чем ±8000 В. Если электростатический заряд превышает это максимальное напряжение, он сможет воздействовать на другие электрические компоненты. Дополнительно, возможно даже, что потребитель мог бы быть подвергнут неприятным электрическим разрядам.

На накопление электростатических зарядов влияют различные факторы. Первым фактором является тип материала. Для того чтобы создать электростатическое накопление, два тела должны быть в контакте друг с другом, причем по меньшей мере одно из них должно быть плохим проводником. Когда имеются два тела из разнородного материала, это может вызывать заряд материала даже больше, чем тогда, когда два подобных материала находятся в контакте друг с другом. Это является эффектом диэлектрической постоянной, или работой выхода электрона. Материал с высокой относительной диэлектрической проницаемостью (электрической постоянной) становится положительно заряженным, когда он отделяется от материала с низкой диэлектрической постоянной. Вторым фактором является площадь контакта между разнородными материалами. Чем больше площадь контакта, тем больше электронов мигрирует между материалами. В результате этого большая площадь контакта способствует накоплению высокого электростатического заряда. Третьим фактором является скорость отделения. Чем выше скорость отделения этих двух материалов, тем меньше возможности возврата назад электронов к исходному материалу. Более высокая скорость отделения приводит к более высокому накоплению заряда.

Дополнительным влияющим фактором является возможное движение между материалами. Во-первых, локальная теплота, созданная трением между материалами, увеличивает энергетический уровень атомов, делая выход электронов более легким. Во-вторых, движение вызывает лучший поверхностный контакт, приводя к микроскопическим неровностям на обеих поверхностях при контакте друг с другом, таким образом увеличивая возможность миграции электронов от одного материала к другому. То же касается более высокой температуры, которая вызывает более легкое освобождение электронов из-за высокого энергетического уровня. Наконец, атмосферные условия могут также влиять на накопление электростатического заряда. Чем больше влаги находится в атмосфере, тем лучше способность разряда. Однако это не является истинным для всех материалов. Однако, для раздатчиков вида, который указан выше, наблюдалось, что электростатическое накопление имеет тенденцию быть более высоким зимой, когда относительная влажность окружающего воздуха обычно меньше.

Измерения показывают, что частями в обычном раздатчике, которые создают электростатические заряды, являются передающие ролики и нож или отрывной брусок для разрезания рулона на отдельные листы. Бумага оставляет раздатчик положительно заряженным так, что устройство самого раздатчика испытывает накопление отрицательных электростатических зарядов.

Обычные технические решения (такие как в патентах США №№ 6871815 и 7017856) включают в себя системы, в которых траекторию с высокой проводимостью и низким импедансом, подобно проводу, используют для соединения внутренних компонентов раздатчика, которые подвергаются накоплению статического заряда, для механического контакта на задней стороне корпуса раздатчика. Этот контакт в свою очередь создает контакт с несущей стеной, на которую установлен раздатчик, с предположением, что любой статический заряд будет рассеян стеной.

Другой обычный подход, описанный в документе WO2008/053393, предназначен обеспечивать электронный раздатчик, включающий в себя пассивный, саморазряжающийся материал рассеивания статического заряда, заключенный, по меньшей мере, с внутренним компонентом, во внутренний объем корпуса, который сохраняет статический заряд, генерируемый при работе раздатчика. Рулонный материал направляется по материалу рассеивания статического заряда по мере того, как он перемещается через раздатчик, чтобы уменьшать электростатическую нагрузку рулонного материала, выходящего из раздатчика.

EP 0 207 513 A1 раскрывает устройство удаления заряда с двумя проводящими роликами, которые представляют собой электроды. Между роликами полоса электрического материала передается к печатающей головке копировальной машины. В дополнение к передаче заряда прямым контактом между роликами и полосой электрического материала присутствует зона ионного разряда между одной лицевой поверхностью электрической полосы и одним из роликов.

US 3636408 описывает раздатчик для подобного полосе материала, в котором заряды на полосе, подлежащей раздаче, собираются бесконтактным способом посредством щеток, выполненных на близком расстоянии к полосе, подлежащей раздаче.

EP 1 230 886 A1 относится к раздатчику бумажных полотенец карусельного типа с проводом заземления, находящимся в контакте с пружинным держателем. Пружинный держатель входит в контакт с металлическим валом прижимных роликов посредством давления пружины и устанавливает механический и электрический контакт. Контакт заземления продолжается через провод заземления к элементу заземления, находящемуся в контакте со стеной здания, в которой раздатчик установлен. Посредством держателя пружинного типа устанавливается механическое давление на стену, которое обеспечивает электрически проводящий путь к стене от областей накопления заряда статического электричества на раздатчике полотенца. EP 1 230 886 A1 является самым близким из предшествующего уровня техники.

Однако по-прежнему имеется необходимость нахождения более эффективных технологий, чтобы рассеивать электростатическое электричество, генерируемое в раздатчиках. Эта цель решается с помощью раздатчика с признаками п.1 формулы изобретения, устройства с признаками п.15 формулы изобретения и способа удаления электростатического заряда с раздатчика с признаками п. 20 формулы изобретения.

Сущность изобретения

Электростатические заряды в раздатчиках или других устройствах устраняются дуговым генератором, который создает путь высокого импеданса к заземлению.

Раздатчик или другое устройство может включать в себя коллектор заряда и дуговой разрядник, соединенный с заземленным проводником, причем дуговой разрядник может находиться между коллектором заряда и заземленным проводником. Дуговой разрядник может быть регулируемым и составлять от около 0,1 до около 0,01 дюйма, от около 0,05 до около 0,075 дюймов или от около 0,07 до около 0,075 дюйма. Коллектор заряда может быть по меньшей мере одной проводящей щеткой, образованной из графита, медного провода, алюминиевого провода или стального провода, или контактным кольцом. Щетки могут образовывать по меньшей мере один ряд. Коллектор заряда, дуговой разрядник и заземление могут быть проводящими лентами или проводом, расположенными либо внутри, либо снаружи корпуса раздатчика.

Удаление электростатического заряда происходит путем собирания заряда по меньшей мере с одного места генерирования заряда с помощью по меньшей мере одного коллектора заряда и подачей упомянутого заряда на заземление через дуговой разрядник, причем дуговой разрядник находится между упомянутым по меньшей мере одним коллектором заряда и заземлением.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение будет кратко описано, исключительно с целью примера, в отношении прилагаемых чертежей.

Фиг. 1 схематично показывает соответствующие части раздатчика.

Фиг. 2 показывает основные компоненты транспортирующего устройства, а также отрывной брусок устройства для раздачи.

Фиг. 3 концептуально показывает технологию.

Фиг. 4 показывает поперечный разрез твердой щетки.

Фиг. 5 показывает пример контактного кольца.

Фиг. 6 показывает пример дугового разрядника.

Фиг. 7 - вид в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления дугового разрядника.

Фиг. 8 показывает дуговой разрядник, установленный внутри кожуха раздатчика.

Фиг. 9 показывает дуговой разрядник, установленный снаружи кожуха раздатчика.

Фиг. 10 показывает один возможный вариант заземления.

Фиг. 11 показывает возможный вариант соединения заземления, где концевой вывод находится с внешней стороны задней панели.

Фиг. 12 показывает другой возможный вариант соединения заземления.

Фиг. 13 показывает конфигурацию щетки, которая может собирать статические заряды больше, чем с одного места.

Фиг. 14 показывает верхний ряд щеток в контакте с роликом.

Фиг. 15 показывает вид, где нижний ряд щеток тянется из-под ролика для вхождения в контакт с отрывным бруском.

Фиг. 16 показывает одиночный ряд щеток.

Фиг. 17 показывает распределение потенциала в дуге как функцию расстояния.

Фиг. 18 показывает напряжение для текущего взаимного расположения.

Подробное описание изобретения

Статическое электричество в раздатчике можно устранять, обеспечивая путь высокого импеданса на заземление от генератора статического заряда, например заправочного ролика или отрывного бруска. Высокий импеданс можно обеспечивать дуговым разрядником, который можно также называть разрядником с искровым промежутком. Дуговой разрядник определяется противостоящими проводящими элементами, отделенными друг от друга предварительно определенным расстоянием, причем зазор сам по себе является воздухом между этими элементами.

Фиг. 1 схематично показывает раздатчик с его передней оболочкой, удаленной, чтобы видеть основные части такого раздатчика.

Раздатчик, в общем обозначенный ссылочной позицией 10, имеет корпус, который включает в себя по меньшей мере две части. Заднюю оболочку 12, как показано на фиг. 1, можно прикреплять к стене. Передняя оболочка (не показана) закрывает раздатчик и только оставляет прорезь, через которую можно раздавать изделие.

В раздатчике может быть подающий ролик 14, на котором намотан впитывающий рулон 16. Он является только примером и, как изложено выше, можно также использовать другие типы раздатчиков для осуществления изобретения, подобно раздатчикам, в которых впитывающий рулон хранится как сложенная стопка. В примерном раздатчике, как показано на фиг. 1, впитывающий рулон 16 наматывается от подающего ролика 14 и проходит через транспортирующий блок 18, который, главным образом, включает в себя приводной ролик 20, направляющий ролик 22 и отрывной брусок 24, как показано на фиг. 2. Впитывающий рулон 16 отходит от раздатчика в положение 26, где имеется прорезь в передней оболочке раздатчика, через которую впитывающее изделие вытягивается и может быть извлечено потребителем.

Основные части транспортирующего блока 18, как показано на фиг. 1, отдельно показаны на фиг. 2. Впитывающий рулон, подлежащий раздаче, проходит через тиски между приводным роликом 20 и направляющим роликом 22, которые на фиг. 2 показаны отдельно без правильного взаимного расположения. В попытке обеспечить хорошее трение между транспортирующим блоком и впитывающим рулоном, приводной ролик 20 можно обеспечивать колесами или кольцами 28 из компонента с большим коэффициентом трения, подобным подходящей пластмассе или резине. Направляющий ролик 22 можно изготавливать из любого подходящего материала, который взаимодействует с приводным роликом, чтобы достигать безопасного перемещения впитывающего рулона между приводным роликом 20 и направляющим роликом 22.

Фиг. 2 также иллюстрирует возможный размер и форму отрывного бруска, который может быть частью транспортирующего блока 18 так, чтобы техническое обслуживание раздатчика, состоящего из отдельных модулей, можно было упростить. Однако также можно обеспечивать отрывной брусок 24 отдельно к транспортирующему блоку. В этом случае, отрывной брусок 24 отдельно прикрепляют к корпусу раздатчика. Отрывной брусок 24 обеспечивают режущими зубцами 30, которые потребитель может использовать, чтобы отрывать впитывающий рулон подходящей длины. Изобретение не ограничено этим конкретным типом раздатчика, и также можно обеспечивать отрывные бруски, взаимодействующие с транспортирующим блоком, чтобы автоматически отрывать отмеренный кусок впитывающего листа.

Авторы обнаружили, что во время работы большинство статической нагрузки накапливается в этих трех компонентах, как показано на фиг. 2. Приводной ролик 20, направляющий ролик 22 и отрывной брусок 24 получаются отрицательно заряженными, тогда как впитывающий рулон, особенно тонкая бумага, оставляет раздатчик положительно заряженным.

Раздаточное устройство, показанное на фиг. 1 и фиг. 2, является просто примерным. Устройство для раздачи не ограничивается никаким конкретным типом раздатчика и имеет полезность для любого раздатчика, в котором требуется уменьшение порождения зарядов, обеспечивая значительно уменьшенную площадь контакта между элементом подачи и впитывающим рулоном. Раздатчик может быть раздатчиком, "оставляющим руки свободными", который автоматически приводится в действие при обнаружении предмета, размещенного внутри определенной зоны обнаружения. В альтернативных вариантах осуществления потребитель может приводить в действие раздатчик, нажимая кнопку, выключатель или ручное исполнительное устройство, чтобы начать цикл раздачи. Раздатчик может также иметь такой тип, в котором потребитель захватывает впитывающий материал, подлежащий раздаче, и отрывает отмеренный кусок такого впитывающего материала.

Хранилищем в устройстве может быть ролик, на котором намотан впитывающий рулон. Также это может быть хранилище, в котором рулонный материал сложен в стопку.

Фиг. 3 концептуально показывает технологию. Статическое электричество генерируется в таком местоположении, как подающий ролик 14, приводной ролик 20 или направляющий ролик 22. Статическое электричество может также генерироваться в отрывном бруске 24. Заряд снимается проводящей щеткой 32 и проводится к дуговому разряднику (также называемому искровым разрядником) 34, а затем подается на заземление 36.

Термин "щетка" не обязательно означает, что она должна иметь волокна, щетины или волоски. Щетка должна рассматриваться в электрическом смысле как означающая устройство, которое проводит ток между стационарными проводами и движущимися частями. Например, щетку можно сформировать из твердого углерода или графита. Щетка из твердого углерода показана на фиг. 4. На фиг. 4 щетка из твердого углерода 32 контактирует с роликом 14, 20, 22 через криволинейную поверхность 33.

Щетку 32 можно сформировать из медного, алюминиевого или стального провода. Щетки высокого сопротивления можно выполнять из графита (иногда с добавленной медью). Для формирования щетки 32 можно использовать графитовый/углеродистый порошок. Если щетка 32 является твердой, соединительные вещества можно примешивать так, чтобы порошок поддерживал свою форму, когда уплотнен. (Главным образом, фенол, другие смолы или битум.) Другие добавки включают в себя металлические порошки и твердые смазочные материалы, подобные MoS₂ или WS₂.

Альтернативой к щетке является контактное кольцо. Контактное кольцо (в терминах электротехники) является электрическим соединением через вращающуюся сборку. Контактные кольца, также называемые вращательными электрическими интерфейсами, вращательными электрическими соединителями, коллекторами, вертлюгами или электрическими шарнирными соединениями, обычно находятся в электрических генераторах для систем переменного тока и генераторах переменного тока, и в упаковочных машинах, намоточных барабанах и ветряных турбинах. Одно из этих двух колец соединяют с одним концом обмотки возбуждения, а другое кольцо с другим концом обмотки возбуждения.

Контактное кольцо может быть сформировано из проводящего круга или ленты, установленной на валу и изолированной от него. К кольцу делают электрические соединения от вращающейся части системы, такой как ротор генератора. Неподвижные контакты или щетки приводят в контакт с кольцом, передавая электроэнергию или сигналы к наружной стороне, статической части системы.

Фиг. 5 показывает пример контактного кольца. Конфигурация на фиг. 5 показывает и контактные кольца 72, и щетки 76 с электрическими соединениями, обеспеченными замкнутыми накоротко болтами 74. Пружина может обеспечивать давление 78 на ролике, чтобы поддерживать сборку приведенной в действие.

Фиг. 6 показывает пример дугового разрядника 34. Дуговой разрядник 34 может заключаться между заостренными элементами 38a, 38b дуги, которые можно выполнять из любого подходящего материала, такого как медь, алюминий, графит, сталь, железо, олово, серебро, золото и т.д. Элементы 38a, 38b дуги могут также быть композиционными материалами, такими как стекло, покрытое проводящим материалом, таким как оксид индия и олова или оксид индия и цинка. Проводящие ленты провода 40a, 40b соединяют соответствующие элементы дуги с коллектором заряда и заземлением. Элементы 38a, 38b дуги можно устанавливать на стойках 42a, 42b, образованных из непроводящего материала, такого как пластик, дерево или стекло. Стойки 42a, 42b можно поддерживать в положении относительно друг друга, причем прикрепленными к опоре 44.

Элементы 38a, 38b дуги можно вручную сдвигать для достижения желаемого зазора. В качестве альтернативы, стойки можно устанавливать в гониометре или зажимном приспособлении (не показано), и регулировку зазора можно выполнять механически. Дуговой разрядник может составлять между около 0,1 и 0,01 дюйма. В предпочтительном варианте осуществления дуговой разрядник может составлять между около 0,05 и 0,075 дюйма, более предпочтительно 0,07 и 0,075 дюйма.

Дуговой разрядник можно соединять перемычкой элементом с большим сопротивлением или высоким импедансом. Например, резистор или другой элемент импеданса, сопротивление которого больше, чем импеданс, обеспеченный воздушным зазором, приведет к замкнутому контуру, который, однако, функционирует по такому же принципу, что и описанные варианты осуществления, потому что накопленное статическое электричество на одной стойке еще разрядится через воздух на другую стойку прежде, чем оно пройдет через соединенный перемычкой резистор.

Фиг. 7 является видом в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления дугового разрядника 34. Здесь, проводящие винты 46a, 46b навинчены на соответствующие непроводящие стойки 48a, 48b. Зазор устанавливают, поворачивая по меньшей мере один из винтов. Винты могут иметь заостренные или плоские наконечники и могут быть выполнены из любого подходящего проводящего материала, такого как сталь, алюминий или медь. Наконечники винтов могут быть покрыты таким материалом, как медь или графит, для достижения оптимальных свойств дуги.

Размеры винтов могут колебаться в пределах от #000 до #14. Начиная от размера #0, который составляет около 0,060 дюйма в наружном диаметре резьбы, все размеры больше этого (1-14) являются большими с приращением около 0,013 дюйма. Винт "четыре на сорок" является винтом #4 с около 40 нитями резьбы на дюйм. "Шесть на тридцать-два" является винтом #6 с около 32 нитями резьбы на дюйм. "Восемь на тридцать-два" является винтом #8 с около 32 нитями резьбы на дюйм. Винт "десять на тридцать-два" является винтом #10 с около 32 нитями резьбы на дюйм.

Фиг. 8 показывает дуговой разрядник 34 внутри кожуха 12 раздатчика. Раздатчик содержит различные компоненты, такие как подающий ролик 14 и вращающиеся ролики 20, 22. Медный провод или лента 50 проходит внутри кожуха для соединения дугового разрядника 34 с источником статического электричества. Провод или лента 50 отходит от дугового разрядника 34, заканчиваясь в концевом выводе 52, который направлен на заземление.

Термин "заземление", используемый в данном документе, включает в себя не только истинное электрическое заземление, но также и поверхности, и тела, которые относительно более электрически заземлены, чем раздатчик, осуществляющий изобретение, например стену, на которой установлен раздатчик, даже если сама стена не образована из проводящего материала.

Фиг. 9 показывает дуговой разрядник 34, размещенный снаружи кожуха 12 раздатчика. Медные провода или ленты 50 проходят снаружи кожуха и соединяют один из элементов дуги, определяющих дуговой разрядник 34, с источником статического электричества, а другой элемент дуги - с заземлением. Лента 50 заканчивается в концевом выводе, который направлен на заземление. Лента может иметь любую подходящую ширину, включающую в себя около 1/8 дюйма, около 3/16 дюйма, около 1/4 дюйма, около 5/16 дюйма, около 3/8 дюйма и т.д. в дальнейшем с приращением до около 3 дюймов по ширине.

Хотя в примерах используется один дуговой разрядник, можно использовать более одного дугового разрядника. Различные дуговые разрядники можно использовать для различных местонахождений генерирования заряда. Может также иметься отличающийся дуговой разрядник для различных конфигураций заземления для различных местонахождений генерирования заряда.

Фиг. 10 показывает один возможный вариант заземления. Заземление 60 можно устанавливать на задней панели 54 раздатчика. Задняя панель может включать в себя такие части, как вентиляционные отверстия 56 и параллельные, и поперечные арматурные стержни 58. Заземление 60 устанавливают на панели таким образом, чтобы к нему можно было получать доступ либо изнутри, либо снаружи раздатчика.

Фиг. 11 показывает возможный вариант соединения с заземлением 60, где концевой вывод 62 находится на внешней стороне задней панели 54, и его можно подсоединять, например, к проводящей ленте 50, показанной на фиг. 9.

Фиг. 12 показывает другой возможный вариант соединения с заземлением 60, где концевой вывод 62 находится внутри задней панели, и его можно подсоединять, например, к проводящей ленте 50, показанной на фиг. 8.

Заземление 60 можно образовывать из любого подходящего проводящего материала, такого как медь, сталь, олово, цинк и т.д. Например, заземление может составлять пластину из медной фольги размером около 2 дюйма на около 3 дюйма. Можно использовать другие размеры, такие как 3 дюйма на около 5 дюймов, около 4 дюйма на около 4 дюйма и т.д.

Заднюю панель 54 можно образовывать из любого подходящего непроводящего материала, такого как дерево, пластик, полимерный композит, металл с лакокрасочным покрытием и т.д.

Фиг. 13 показывает конфигурацию щетки, которая может собирать статические заряды более чем с одного местонахождения. Щетки 32a, 32b можно прикреплять на различных краях согнутой проводящей пластины 66, образованной из меди, стали, алюминия, олова, серебра, золота или другого соответствующего проводящего материала. Изгибы находятся приблизительно под углами 90°, но можно использовать другие углы. Проводящая лента 68 (которая может предпочтительно быть медной или алюминиевой) ведет к дуговому разряднику. Фиг. 14 показывает верхний ряд щеток 32b, находящийся в контакте с роликом 70, который может быть заправочным роликом (или трубкой), приводным роликом или направляющим роликом.

Проводящие элементы, использованные в настоящем изобретении (которые включают в себя щетки, провод или ленты, элементы дугового разрядника, заземление и т.д.) не должны ограничиваться наиболее употребимыми материалами, такими как медь или алюминий. Их можно образовывать из меди, алюминия, углерода, графита, цинка, олова, индия, золота, серебра или их комбинаций или сплавов. Также можно использовать припои, содержащие олово, индий, свинец и т.д. В качестве альтернативы можно использовать проводящие оксиды, такие как ITO (оксид индия и олова) или IZO (оксид индия и цинка) с покрытием на подложке. Для проводящих частей раздатчика можно также использовать технологию проводящего полимера. Соответствующие проводящие полимеры могут включать в себя полиацетилен, полифениленвинилен, полипиррол (Х=NH) и политиофен (X=S), полианилин (X=N, NH) и полифениленсульфид (X=S) и их смеси, которые проиллюстрированы ниже:

Фиг. 15 показывает вид, где нижний ряд щеток 32a тянется из-под ролика 70, чтобы войти в контакт с отрывным бруском 24.

Кроме того, можно использовать одиночный ряд щеток, как показано на фиг. 16. Хотя показаны 4 щетки, нет никакого ограничения четырьмя щетками. Например, можно использовать 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или более щеток в ряду.

При использовании устройство собирает статическое электричество с роликов, брусков, режущих инструментов и т.д. раздатчика, которые склонны к генерированию статических зарядов. Эти заряды затем подаются на заземление через дуговой разрядник, который обеспечивает высокий импеданс.

Фиг. 17 показывает распределение потенциала в дуге, как функцию расстояния X. На коротких расстояниях имеется катодное падение напряжения, которое приводит к режиму проводимости EL. В качестве увеличения интервала имеется анодное падение напряжения. В этой технологии режим проводимости может колебаться от около 0,1 до около 0,01 дюйма дугового разрядника, предпочтительно составляя от около 0,05 до около 0,075 дюйма, более предпочтительно от около 0,07 до около 0,075 дюйма.

Напряжение для текущей зависимости, показанной на фиг. 17, показывает различные режимы разряда, которые могут включать в себя темный разряд, тлеющий разряд и дуговой разряд. Как можно видеть, может быть разряд даже на очень низких токах около 10^-8 ампер или меньше.

Эксперименты

Испытания были выполнены с использованием двух различных моделей коммерчески доступных раздатчиков, каждый из которых использует емкостный бесконтактный датчик для считывания присутствия руки потребителя, и начинает раздачу листа материала на основании такого обнаружения. Бумага, используемая в этих раздатчиках, была высушенной в печи бумагой (влагосодержание<1%) в рабочей среде с относительной влажностью 30%. Дуговой разрядник был установлен в пределах от около 0,070 дюйма до 0,075 дюйма для всех тестов.

Испытания были выполнены без конструкции дугового разрядника в соответствии с изобретением и с конструкцией дугового разрядника в соответствии с изобретением. Таким образом, в сравниваемых раздатчиках без дугового разрядника, раздатчики не были снабжены ни элементами дуги, ни связанными проводниками. Раздатчики, включающие в себя дуговой разрядник в соответствии с вариантами осуществления изобретения, упоминаются в результатах, сформулированных ниже, как Статический Дуговой Излучатель (SAP), также известный как Статический Дуговой Разрядник (SAG).

Результаты показаны в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики раздатчика в окружающих средах с высоким статическим зарядом     Полотенца, выданные сверх нормы   Раздатчик Максимальный статический заряд, кВ/дюйм Режим датчика Режим свисания Комментарии Модель A
без SAP -9,3 25 40 Данные представляются для первых 20 вытягиваний; после 20 вытягиваний, некоторые образцы спонтанно розданного всего рулона после нескольких вытягиваний (режим подвешивания). Статический заряд на раздатчике превысит -20 кВ после того, как весь рулон будет роздан Модель A
с SAP -2,5 0 0 Данные представлены для всего рулона; раздатчик проработал как предназначенный для непрерывной раздачи или не использованный по назначению Модель B
без SAP Не испытан Не испытан Не испытан Данные представляются для первых 20 вытягиваний; после 20 вытягиваний, некоторые образцы спонтанно розданного всего рулона после нескольких вытягиваний (режим подвешивания). Электростатический заряд на раздатчике превысит -20 кВ после того, как весь рулон будет роздан Модель B c SAP -2 0 0 Данные представлены для всего рулона; раздатчик проработал как предназначенный для непрерывной раздачи или не использованный по назначению

Замечания:

1. Режим датчика выбирают, включая ручной датчик. При правильном функционировании раздатчик должен воспринимать руку и подавать только 1 полотенце прежде, чем оно будет оторвано. Потребитель должен обрывать полотенце об рычаг-датчик для следующего цикла раздачи.

2. Режим свисания выбирают, выключая ручной датчик. При правильном функционировании полотенце всегда подается от входного отверстия раздатчика, следующее полотенце автоматически подается, когда потребитель отрывает полотенце. Только одно полотенце должно быть подано за один раз.

3. Каждый режим работает с 1 рулоном бумаги, высушенным в течение ночи при 175°F и в помещении с регулируемой влажностью при 80°F и относительной влажности 26%.

Результаты показали, что включение SAP эффективнее предотвращает спонтанную раздачу, являющуюся результатом наращивания статического электричества, в отличие от раздатчиков, в которых не предусмотрено выполнение удаления статического электричества.

Испытание было также выполнено в этих раздатчиках, обеспечивая проводящий путь для удаления статического электричества, то есть непрерывный провод без технического обеспечения дугового разрядника в соответствии с изобретением (см., например, патент США № 6871815). На этих испытаниях определили, что такая работа емкостного датчика проходила с перебоями или не выполнялась, как положено, при этом раздатчик либо раздавал бумагу, когда рука потребителя не была рядом, и таким образом датчик был сверх восприимчив; либо датчик был нечувствителен, и бумага не была подана, даже когда рука потребителя была в пределах диапазона датчика.

Не придерживаясь какой-либо конкретной теории, авторы полагают, что обеспечение дугового разрядника в соответствии с настоящим изобретением не только удаляет накопленное статическое электричество, но также и осуществляет ионизацию атмосферы и поверхностей раздатчика вблизи дугового разрядника. Эта ионизация в свою очередь лучше предохраняет электронику раздатчика и предупреждает вторичное накопление статического заряда после возобновленной работы раздатчика. Дополнительные преимущества вытекают из расположения дуги далеко от электроники для уменьшения вероятности отказа электроники, происходящего от статических зарядов. Это происходит под влиянием, вызванным накоплением точечных зарядов в дуговом разряднике, который эффективно функционирует как конденсатор, если не работает в режиме дугового разряда. Результатом является лучшее рассеяние статического электричества, которое накапливается на изолирующих частях раздатчика.

Хотя данное изобретение было описано применительно к различным его предпочтительным вариантам осуществления, должно быть понятно, что эти варианты осуществления обеспечены лишь для того, чтобы пояснять изобретение, и не должны использоваться в качестве предлога для ограничения объема охраны, предоставленного истинным объемом и сущностью прилагаемой формулы изобретения.

Предложен раздатчик, включающий коллектор заряда, дуговой разрядник и заземление, причем дуговой разрядник находится между коллектором заряда и заземлением. Дуговой разрядник обеспечивает высокий импеданс и может быть установлен на расстоянии от около 0,1 до около 0,01 дюйма. Технология работает путем собирания заряда с одного местонахождения генерирования заряда с помощью по меньшей мере одного коллектора заряда и подачи этого заряда на заземление через дуговой разрядник, причем дуговой разрядник находится между упомянутым по меньшей мере одним коллектором заряда и заземлением. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 18 ил., 1 табл.

1. Раздатчик для впитывающих листовых изделий, содержащий:
коллектор заряда и
заземленный провод,
отличающийся тем, что
раздатчик дополнительно содержит
дуговой разрядник, причем дуговой разрядник определен противостоящими проводящими элементами, отделенными друг от друга предварительно определенным расстоянием, и
заземленный проводник, причем дуговой разрядник находится между коллектором заряда и заземленным проводником.

2. Раздатчик по п.1, в котором дуговой разрядник составляет от около 0,1 до около 0,01 дюйма.

3. Раздатчик по п.1, в котором дуговой разрядник составляет от около 0,05 до около 0,075 дюйма.

4. Раздатчик по любому из пп.1-3, в котором коллектором заряда является по меньшей мере одна проводящая щетка или контактное кольцо.

5. Раздатчик по п.4, в котором по меньшей мере одна проводящая щетка или контактное кольцо сформировано из графита, меди, алюминия или стали.

6. Раздатчик по любому из пп.1-3 или 5, в котором дуговой разрядник является регулируемым.

7. Раздатчик по любому из пп.1-3 или 5, в котором дуговой разрядник сформирован из меди, алюминия, графита, стали, железа или олова.

8. Раздатчик по любому из пп.1-3 или 5, в котором дуговой разрядник сформирован из двух заостренных электродов.

9. Раздатчик по любому из пп.1-3 или 5, в котором дуговой разрядник сформирован из двух электродов, имеющих сплющенные лицевые поверхности.

10. Раздатчик по п.9, в котором упомянутые два электрода являются винтами.

11. Раздатчик по любому из пп.1-3 или 5, в котором коллектор заряда, дуговой разрядник и заземление являются соединенными проводящими лентами или проводом.

12. Раздатчик по п.11, в котором проводящие ленты или провод располагаются снаружи корпуса раздатчика.

13. Раздатчик по п.11, в котором проводящие ленты или провод располагаются внутри корпуса раздатчика.

14. Раздатчик по п.11, в котором проводящие ленты или провод сформированы из меди, алюминия, углерода, графита, цинка, олова, индия, золота, серебра, проводящего полимера или их комбинаций или сплавов.

15. Устройство, которое может устранять статический разряд, содержащее:
коллектор заряда,
дуговой разрядник, причем дуговой разрядник определен противостоящими проводящими элементами, отделенными друг от друга предварительно определенным расстоянием, и
заземленный проводник, причем дуговой разрядник находится между коллектором заряда и заземленным проводником.

16. Устройство по п.15, в котором дуговой разрядник составляет от около 0,1 до около 0,01 дюйма.

17. Устройство по п.15, в котором дуговой разрядник составляет от около 0,05 до около 0,075 дюйма.

18. Устройство по любому из пп.15-17, причем устройство является раздатчиком.

19. Устройство по любому из пп.15-17, в котором коллектором заряда является по меньшей мере один ряд проводящих щеток, сформированных из графита, меди, алюминия или стали.

20. Способ удаления электростатического заряда с раздатчика, содержащий этапы, на которых:
собирают заряд по меньшей мере с одного местонахождения генерирования заряда с помощью по меньшей мере одного коллектора заряда и
подают упомянутый заряд на заземление через дуговой разрядник, причем дуговой разрядник определен противостоящими проводящими элементами, отделенными друг от друга предварительно определенным расстоянием, причем дуговой разрядник находится между упомянутым по меньшей мере одним коллектором заряда и заземлением.