Способ нейтрализации биполярных зарядов Советский патент 1989 года по МПК H05F3/02 

11455396

Изобретение относится к технике борьбы с вредными проявлениями зарядов статического электрш1ества и может быть использовано в текстильной и других отраслях промышленности, где происходит трибоэлектризация движущихся диэлектрических материалов.

Цель изобретения - упрощение схемы и конструкции устройств для осу- ществления способа нейтрализации биполярного заряда - достигается за счет того, что из устройства исклю ш- ется спиральный датчик зарядов на поверхности материала.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что суммарный ток коронирукяцих электродов (ток короны) складывается из тока экрана и тока

10

Выход фильтра 5 соединен со входом схемыб вычисления абсолютного знач напряжения,выход которой соединен первым входом схемы 7 сравнения, второй вход которой соединен с ист ником 8 опорного напряжения. Выход схемы 7 сравнения соединен с управ ляющим входом преобразователя 1.

Устройство работает следующим о разом.

Высоковольтный преобразователь стабилизирует величину выходного т ка Ijjix, т.е. суммарный ток корони- рующих электродов 3 разрядника 2. Этот ток складывается из тока экра Ij и тока на поверхность диэлектри

ка I,

I. + I,

8ЫХ Э

Ток экрана 1 протекает через на поверхность диэлектрика. При изме-зд измерительный резистор RC-фильтра нении знака заряда на поверхности ди- элактрика изменяется ток на поверхности диэлектрика, а следовательно, и ток экрана,. поскольку суммарный ток (согласно предлагаемому способу) 25 поддерживается постоянньп по .величине. Если знак заряда на диэлектрике

5, создавая на нем напряжение, пр порциональное величине тока 1,. К денсатор фильтра 5 сглаживает пул ции, обусловленные прерывистым хар тером тока коронного разряда.

С выхода фильтра 5 напряжение.

пропорциональное величине тока I поступает на схему 6 вычисления аб солютного значения напряжения и с 30 ее выхода - на первый вход схемы сравнения.

изменится на противоположный и будет совпадать со знаком генерируемьк ионов,ток на диэлектрик практически прекратится (из-за отталкивания одноименных зарядов), и, следовательно, абсолютная величина тока экрана возрастет. При- превышении ею заданного порогового значения.согласно предлагаемому изобретению,изменяют знак генерируемых ионов, который в результате станет противоположен знаку заряда на диэлектрике.

Указанное пороговое значение мо- жет быть, например, выбрано равным

току экрана при отсутствии заряда на нейтрализуемом диэлектрике. На фиг. 1 представлена схема одно- то из конкретных примеров устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит высоковольтный преобразователь 1 постоянного напряжения с переключаемой полярностью, разрядник 2 с коронирующими электродами 3 и экраном 4, фильтр 5 низких частот, схему 6 вычисления абсолютного значения напряжения, схему 7 сравнения и источник 8 опорного напряжения.

Высоковольтньй преобразователь 1 нагружен на коронирующий электрод 3 разрядника 2. 4 разрядника 2 соединен через КС-фильтр 5 с земпей.

Выход фильтра 5 соединен со входом схемыб вычисления абсолютного значений напряжения,выход которой соединен с первым входом схемы 7 сравнения, второй вход которой соединен с источником 8 опорного напряжения. Выход схемы 7 сравнения соединен с управляющим входом преобразователя 1.

Устройство работает следующим образом.

Высоковольтный преобразователь 1 стабилизирует величину выходного тока Ijjix, т.е. суммарный ток корони- рующих электродов 3 разрядника 2. Этот ток складывается из тока экрана Ij и тока на поверхность диэлектрика I,

I. + I,

8ЫХ Э

Ток экрана 1 протекает через измерительный резистор RC-фильтра

5, создавая на нем напряжение, пропорциональное величине тока 1,. Конденсатор фильтра 5 сглаживает пульсации, обусловленные прерывистым характером тока коронного разряда.

С выхода фильтра 5 напряжение.

Ток экрана 1 протекает через измерительный резистор RC-фильтра

Э

пропорциональное величине тока I поступает на схему 6 вычисления аб- солютного значения напряжения и с. ее выхода - на первый вход схемы 7 сравнения.

Опорное значение выбирается такое, чтобы, пока знак зарядов на диэлектрике пр отивоположен знаку генерируемых разрядником 2 ионов, напряжение на выходе схемы 6 было меньше опорного. Если знак зарядов на диэлектрике изменится, т.е. будет совпадать со знаком ионов, генерируемых разрядником 2, ток I резко уменьшится (так как ионы будут отталкиваться от диэлектрика), и следовательно, увеличится ток экрана Ij, что приведет к увеличению напряжения на выходе фильтра 5 и схемы б. В результате напряжение на первом входе схемы 7 сравнен 1Я превысит опорное и переключится напряжение на выходе схемы 7 сравнения, которое подается на .управляющий вход преобразователя 1.

На фиг. 2 представлен вариант схемы устройства для реализации способа. Схема содержит высоковольтные преобразователи 11 и 12 напряжения со стабилизацией выходного тока, RC-фильтры 5.1, 5.2 инвертор 9 на-- пряжения, схемы 7.1, 7.2 сравнения, источники 8.1, 8.2 опорного иапряже31455396-

ния,триггер 10. Преобразователи на- опорного напряжения источника 8.2

пряжения подключены выходами к нагрузкам в виде разрядников 2.1, 2.2 с коронирующими электродами 3.1, 3.2 и экранами 4.1, 4.2.

Вьшоды систейы, подключенные к экранам, соединены с землей через фильтры 5.1, 5.2, первьй вход схемы

7.1сравнения соединен с выходом фильтра 5.1 непосредственно, а схемы сравнения 7.2 - с выходом фильтра

5.2через инвертор 9 напряжения.

при изменении знака заряда на диэлектрике с положительного на отрицательный напряжение на выходе инвертора 9 превысит опо рное напряжение источника 8.2. Это приведет к переключе нию выходного напряжения схемы 7.2 сравнения и триггера 10, что в свою очередь вызовет выключение преобразователя 1.2 и включение преобразователя 1.1, подающего на коронирующий электрод 3.1 положительное напряжение. В результате система электропи Вторые входы схем 7.1, 7.2 сравнения соединены источниками 8,1, 8.2 тания будет вызывать генерацию поло- опорного напряжения, выходы схем 7.1, жителъных ионов, которые нейтрализу- 7.2 сравнения соединены с установочными входами триггера 10, основной и инверсный выходы которого соедине- ;ны с управляющими входами преобразо- JQ вателей 1.1,1.2.

Устройство работает следующим образом.

ют отрицательньй заряд на диэлектрике.

При смене знака заряда на диэлектрике с отрицательного на поло- жительньй, аналогичным образом возрастает ток экрана 4.1 (так как из- за отталкивания одно1« енных зарядов практически прекратится( ток на поПреобразователи Ы, 1.2 включа- 25 верхность диэлектрика), напряжение ют.ся и отключаются управляющими сиг- на выходе фильтра 5.1 превысит опор- налами с выходов триггера 10. Пусть, ное напряжение источника 8.1, пере- например, на диэлектрике (не пока- ключатся схема 7.1 и триггер 10, зан) присутствует положительный заряд и работает преобразователь 1.2, подающий на кородирукщий электрод 3.2 отрицательное напряжение. Между электродом 3.2 экраном 4.2 возникает , отрицательный коронный разряд и отрицательные ионы нейтрализуют заряд на поверхности диэлектрика. При этом ток экрана 4.2 1з приблизительно ра30

что приведет к выключению преобразователя 1.1 и включению преобразователя 1.2.

В результате снова будут генерироваться ионы со знаком, противоположным знаку заряда на диэлектрике.

Все функциональные узлы предлагаемой системы электропитания нейтрализаторов могут быть реализованы по известным схемам.

вен разности выходного тока преобразователя Iguy и тока на поверхность диэлектрика I : Iэ

I utiv -j

Все функциональные узлы предлагаемой системы электропитания нейтрализаторов могут быть реализованы по известным схемам.

Как видно из приведенных примеров.

V. .ьл.. .. - V - У - DC хл п - - .. знак заряда на диэлектрике поменя- устройство имеет более простую схему

ли

ется (станет отрицательным), ток на поверхность In резко уменьшается (за счет отталкивания одноименных зарядов) и так как I jj,, const, то величина тока Iэ возрастет. Ток Ij протекает по измерительному резистору КС-фильтра 5.2, создавая на нем падение напряжения, пропорциональное веи конструкцию за счет устранения из него специальйого датчика зарядов.

45

личине Ij. Конденсатор фильтра сглаживает пульсации тока i 3, ные прерьшистым характером коронного разряда. При возрастании тока 1, эк - рана 4.2,. следовательно, возрастает отрицательное напряжение на выходе фильтра 5.2. Инвертор 9 напряжения изменяет знак этого напряжения и подает его на вход схемы 7.2 сравнения. При соответствующем выборе величины

Формула изобретения

Способ нейтрализации биполярных зарядов на поверхности движущегося материала путем циклического по времени зажигания у этой поверхности коронного разряда между коронирующими обусловлен- 50 электродами и соответствующими им

экранами с полярностью коронирующего электрода, противоположной полярное- ти доминирующих в данный момент времени зарядов на поверхности, о т - 55личающййся тем, что, с целью упрощения способа и конструкции устройства для его реализации, после каждого зажигания коронного разряда

5

10

при изменении знака заряда на диэлектрике с положительного на отрицательный напряжение на выходе инвертора 9 превысит опо рное напряжение источника 8.2. Это приведет к переключению выходного напряжения схемы 7.2 сравнения и триггера 10, что в свою очередь вызовет выключение преобразователя 1.2 и включение преобразователя 1.1, подающего на коронирующий электрод 3.1 положительное напряжение. В результате система электропи тания будет вызывать генерацию поло- жителъных ионов, которые нейтрализу- JQ

верхность диэлектрика), напряжение на выходе фильтра 5.1 превысит опор- ное напряжение источника 8.1, пере- ключатся схема 7.1 и триггер 10,

что приведет к выключению преобразователя 1.1 и включению преобразователя 1.2.

В результате снова будут генерироваться ионы со знаком, противоположным знаку заряда на диэлектрике.

Все функциональные узлы предлагаемой системы электропитания нейтрализаторов могут быть реализованы по известным схемам.

Как видно из приведенных примеров.

- - .. и конструкцию за счет устранения из него специальйого датчика зарядов.

45

50

i .514553966

Поддерживают его ток постоянным, из- ным током порогового значения осуще- Йеряют ток в цепи соответствующего ствляют следующий временной цикл про|му экрана, и при достижении указан- тивоположной полярности.

Изобретение относится к технике нейтрализации электростатических зарядов на диэлектрических материалах. Целью изобретения является упрощение способа нейтрализации биполярных зарядов и устройства для его реализации. Способ может быть осуществлен следующим образом. Обрабатываемый материал пропускается между корони- рующими электродами 3 и соответствующим им экраном 4. При- этом происходит нейтрализация на поверхности зарядов, имеющих полярность, противоположную полярности коронирующего электрода. При изменении полярности избыточных зарядов на поверхности заряды, созданные в разрядном промежутке, будут отталкиваться поверхностью и практически весь разрядный ток замкнется на экран. Если поддерживать разрядный ток постоянным, то при изменении полярности зарядов на поверхности ток в цепи экрана возрастет. Поэтому, измеряя ток в этой цепи и зная iiopO7 говые значения указанного тока, легко определить моменты времени, в которые целесообразно переключение полярности коронного разряда. Отмеченные обстоятельства упрощают способ, а также устройство для его осуществления, поскольку операции поддержания постоянного тока разряда и определения пороговых значений токов в цепи экрана реализуются простейшими- стабилизируклцими и логическими элементами. 2 ил. с (Л 4 ел сл 00 со О)

10

533

(-)

1

FH

lJrt:i.iJ

Фи&.2