Нейтрализатор зарядов статического электричества Советский патент 1991 года по МПК H05F3/04 

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

Нейтрализатор состоит из диэлектриче ского основания, на котором укреплены заземленные острия. Под действием сильного электрического поля вблизи разрядного электрода происходит ударная ионизация, в результате которой образуются ионы обоих знаков. Под действием электрических сил зарядов нейтрализуемой поверхности ионы перемещаются к ней и нейтрализуют электростатический заряд. Наилучшую нейтрализующую способность имеют игольчатые электроды при отношении высоты игл к расстоянию между ними 0,6-1,8 при длине иглы 12-50 мм и диаметре 0,5-1 мм

Цель изобретения - повышение эффективности работы нейтрализатора.

Поставленная цель достигается тем, что каждый электрод содержит насадку из диэлектрика, расположенную на расстоянии от конца электрода, лежащем в интервале 1,0- 3,6 радиусов округления острия электрода, причем большее значение соответствует нижнему пределу диапазона рабочих величин радиусов электродов.

Наличие диэлектрической насадки позволяет увеличить напряженность электрического поля у острия. Диэлектрик поляризуется полем острия электрода и между острием и диэлектриком возникают дополнительные силовые линии, которые увеличивают напряженность электрического поля и тем самым - уровень ионизации воздуха.

ON

О

ю

КЗ

о

Механизм увеличения напряженности электрического поля заключается в следующем. .

В диэлектрическую среду с диэлектрической проницаемостью Ј1, в которой существует электрическое поле с напряженностью Е0 вводят другой диэлектрический материал с диэлектрической проницаемостью Ј2. Так как первая среда - воздух ( ), а вторая среда - материал насадки ( е 1), то результирующее поле искажается.

Искажение поля будет тем более сильно выражено, чем больше различие значений Ј1 и Ј2. Если бы поле с напряженностью Е0 создавалось толькр острием, то большое значение имела бы и длина насадки вдоль поля. Но влияние поля нейтрализуемого заряда на этот параметр (как показал экспери- мент при малой длине насадки) исключается.

Наибольшее лриращение напряженности электрического поля будет в непосред- ственной близости от поверхности диэлектрика. Для случая насадки цилиндрической формы (ось цилиндра перпендикулярна вектору напряженности Е0, что соответствует кольцевой насадке) напряженность на поверхности насадки равна

tA El-UfcH-Ttdу лт2 (г-радиус развернутого кольца).

При малых значениях у напряженность на поверхности насадка равна

2

Ј1 +Ј2

Так как

m Ј2/Јi 1 ;

Ед 2Е0,

то введение малого диэлектрического объема с большим значением Ј в поле электрода способно создавать удвоение напряженности в окружающей диэлектрик среде. Так как Ео - это напряженность в области диэлектрика ( а она зависит от расстояния до острия и конфигурации острия),то в общем случае Ед будет являться функцией Ј2 и расстояния, следовательно, эффективность нейтрализации также функциональная зависимость. Расстояние рсположения насадки от острия должно быть таким, чтобы значение поля острия было больше, чем поле, создаваемое зарядами нейтрализуемой поверхности, так как они противоположны по знаку и друг друга компенсируют, и, следовательно, это расстояние будет определяться конфигурацией электрода, Для оптимального радиуса электрода, равного

ЕА Ео ,25-0,5 мм, расстояние установлено экспериментально.

В таблице приведены результаты экспериментов.

На чертеже показаны конструкция

предлагаемого нейтрализатора (на примере, одного электрода) и дополнительные элементы, поясняющие физический механизм работы.

0 Нейтрализатор состоит из коронирую- щего металлического электрода 1, закрепленного на основании 2. На электроде на расстоянии d от конца размещена диэлектрическая насадка 3, длина I которой равна

5 диаметру электрода. Размер D стенки насадки равен диаметру электрода.

Нейтрализатор работает следующим образом.

Пусть нейтрализуемый объект 4 заря0 жен положительным зарядом и расположен на некотором расстоянии от электрода. Положительный заряд своим полем индуцирует на электроде и насадке заряды противоположного знака. Так как электрод

5 имеет малый радиус закругления, то эти заряды создадут большую плотность электрических силовых линий 5 у острия. Электрическое поле острия поляризует область диэлектрической насадки, прилагаю0 щей к электроду, в результате чего создаются дополнительные силовые линии 6 между насадкой и острием электрода и, следовательно, плотность их у острия возрастает и увеличивается напряженность элек5 трического поля. Так как поляризованцость диэлектрика функционально зависит от диэлектрической проницаемости, то чем она больше, тем больше приращение электрического поля. На некотором расстоянии (по0 рядка радиуса закругления острия) поле острия сравнивается с полем 7 объекта нейтрализации. По этой причине дальнейшее увеличение размеров насадки на приращение поля не сказывается. При наличии у

5 нейтрализатора нескольких электродов насадки изготавливают на каждый.

Совокупность выше описанных процессов повышает эффективность нейтрализации и снижает нижний предел

0 нейтрализуемого заряда.

Формула изобретения Нейтрализатор зарядов статического электричества, содержащий коронирующие 5 металлические электроды, расположенные на общем основании и электрически соединенные между собой, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы нейтрализатора, все электроды содержат насадки из диэлектрического материала, расположенные на расстоянии от конца электродов, лежащем в интервале 1,0-3,6 радиусов скругления острия электрода, причем большее значение соответствует нижнему пределу диапазона рабочих величин радиусов электродов.

Изобретение относится к технике нейтрализации зарядов статического электричества, и может быть применено в легкой, химической, деревообрабатывающей отраслях. Цель изобретения - повышение эффективности работы нейтрализатора. Каждый электрод содержит насадку из диэлектрика, расположенную на расстоянии от конца электрода, лежащем в интервале 1 ... 36 радиусов округления острия электрода, причем большее значение соответствует нижнему пределу диапазона рабочих величин радиусов электродов. Наличие диэлектрической насадки позволяет увеличить напряженность электрического поля у острия, тем самым повысить эффективность нейтрализации и снизить нижний предел величины нейтрализуемого заряда. 1 ил.

+ 4- +

+ +