Способ создания ионов в аэродинамическом ионизаторе

 

Использование: изобретение относится к способам управления аэродинамическими ионизаторами высоковольтного коронного разряда. Сущность изобретения: для повышения эффективности способа за счет повышения равномерности распределения ионов по сечению потока длительность каждого высоковольтного импульса устанавливают равной времени пролета ионов между электродами от 5 до 60 мс, паузу между импульсами устанавливают соответственно от 100 до 1000 мс при скорости газового потока 0,1-1 м/с и расстоянии между электродами 5-20 см и амплитуде импульсов 10-20 кВ. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 05 F 3/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Айфор, 1 "лЩ р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4203460/21 (86) P СТ/0E 87/00048 (05.02.87) (F2) 05.10.87 (31) P 3603947.0 (32) 06.02.86 (ЗЗ) 0Е (46) 23,07.93.Бюл.N 27 (71) Сорбиос Ферфаренстехнише Герете унд Зюстеме ГмбХ (DE) (72) Ханс-Хенрих Штиль и Томас Зебальд (0E) (56) Патент ФРГ %23140011, кл. H05 F 3/04, 1974.

Патент США М 4542434, кл. Н 05 F 3/06, 1986, (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ ИОНОВ В АЭРОДИНАМИЧЕСКОМ ИОНИЗАТОРЕ

Изобретение касается устройства для создания ионов в газовых потоках для снятия электростатических зарядов, которые в таких чувствительных элементах, как, например, микрокристаллы, пленки, магнитные диски, диски запоминающих устройств на лазерах и печатные платы, при неконтролируемом разряде приводят к разрушениям или сами по себе вызывают повышение осаждения частиц.

В основу изобретения положена задача создания устройства для получения ионов в газовых потоках с системой электродов, расположенных в них и пульсирующим высоким напряжением питания, которое дает переменную последовательность отрицательных и положительных импульсов с крутым фронтом, которая также обеспечивает в течение сравнительно длительного проме„„Я „„1830198 А3 (57) Использование: изобретение относится к способам управления аэродинамическими ионизаторами высоковольтного коронного разряда. Сущность изобретения: для повышения эффективности способа за счет повышения равномерности распределения ионов по сечению потока длительность каждого высоковольтного импульса устанавливают равной времени пролета ионов между электродами от 5 до 60 мс, паузу между импульсами устанавливают соответственно от 100 до 1000 мс при скорости газового потока 0,1 — 1 м/с и расстоянии между электродами 5-20 см и амплитуде импульсов

10 — 20 кВ. 7 ил. жутка времени постоянные условия эксплуатации с равномерным распределением ионов в поперечном сечении потока с хорошим КПД.

На фиг.1 показаны различные изменения по времени высокого напряжения для питания разрядных электродов; на фиг,2— изменение по времени высокого напряжения для питания разрядных электродов согласно устройству в соответствии с изобретением на фиг.3 — разрез первого примера исполнения устройства согласно изобретению; на фиг.4 — схематическое представление различных составных частей устройства согласно изобретению; на фиг.5а — перспективное схематическое представление системы электродов другого примера исполнения; на фиг.5в и 5с — схематические представления сечения других

1830198

3 4 систем электродов; на фиг.б-часть сечения ния 10. Выступ вставлен в злвктродержаэлектрододержзтеля согласно фиг.5а; на тель 5, причем втулка 11. соединенная с фиг,7а — схемнов оформление модуля высо- проводом высокого напряжения и штифт 12, кого напряжения; на фиг.7в — диаграмма предусмотренный в электродержателе 5, импульсов для модуля высокого напряже-. 5 имеют электрическое соединение, Акрилония согласно фиг.7з. вая трубка ЗЗ обеспечивает путь стекания

На фиг.4 изображено устройство со- электричества между электродержателем, гласно изобретению, которое имеет низко- присоединенным к высокому напряжению и вольтное установочное устройство 30, поперечиной 1, присоединенной к потенцимодуль высокого напряжения 31 и систему 10 алу масс. Вставной разъем 7 также имеет электродов 32. Системз Электродов распо- изолирующий акриловый стержень 34, колагавтся s области воздушного потока, на- нец которого вставлен в электродержатель пример, в чистых помещениях в зоне и зафиксирован установочным штифтом 14. перекрытия ниже выхода воздуха или.воз- Пружина сжатия 13 упирается в конец акридушного фильтра. Фиг.4а схематически по- 15 ловой.трубки 34; Установочный штифт 14 . казывает .систему электродов. в виде предохраняет от проворачивания, так что решетки, которая подходит.для монтажа остроконечныеразрядныеэлвктродынемоподфильтрующимпокрытйвмчистогопоме- гут изменять свое положение относительно щения, Система электр<щое 31 имеет попе- противоположных электродов 4; Вставные рвчины 1, 8 из полукруглых металлических 20 разъемы 3 и 7 вместе образуют фиксированпрофйлей, которые вместе с трубчатыми ме- ное штепсельное гнездо, так что электроталлическими электродами 4, расположен- держатели можно без труда снимать и ными на массе, образуют жесткую раму. На чистить. На остроконечные разрядные элекпопвречинвх 1„8 при.помощи вставленных троды попеременно подается высокое насоединвний 3, 7 закреплены электродержа-. 25 пряжение согласно фиг.2 в виде тели 5, которые удерживают игольчатые или положительных и отрицательных импульсов остроконечные. разрядные электроды 6. скрутымфронтом. Например,сначалаприПротивоположные электроды 4 и электро- кладывается высокое напряжение втечение держатели 5 рзсположвйы параллельно отрезка времени t1, котоРый выбран. таким друг другу в одной плоскости, причем on- 30 образом, что пространство между электророконечные разрядные:электроды также дами 4. 6 заполнено положительными ионарзсположены в: одной плоскости, преиму- ми. В это время из-за высокой скорости щественно перпендикулярно противопо- ионов вследствие большой напряженности ложным электродам 4, поля ионы почти не консервируются в возНа фиг.5а на каждый электродержатель 35 душном потоке, протекающем перпендику5 предусмотрено только три остроконечных лярно решетчатой системе электродов разрядных электрода 6. Само собой разуме- согласно фиг.5а. Если. теперь через промеется, что можно быть предусмотрено также жуток времени, который соответствует вребольше разрядных электродов. Оротивопо- мени полета ионов, высокое напряжение ложные электроды 4 или элвктродержатели 40 круто падает, то действие сил электрическо5 имеют диаметр 3...15 мм и расстояние гополя прерывается иионы могут выталкимежду. ними составляет 5...50 см. Остроко- . ваться из и:ространства наибольшей нечные.разрядные электроды 6 расположв- напряженности поля между электродами 4, ны на одинаковых расстояниях друг от 5; 6 за счет силы трения воздушного потока. друга. составляющих примерно 3...30 си. 45 Это происходит нз отрезке времени тр; ПоВысокое напряжение подводйтся через слв этого к тем же остроконечным электро.защитные сопротивления в поперечине 1 и дам 6 прикладывается высокое напряжение штепсельные разъемы 3 к разрядным элек- противоположной полярности. Это отрицатродам6, причем электродвржатвли 5 вклю- . тельное напряжение также включено до твх чены. электрически параллельно.. В 5о пор, покаотрицательноеионновоблакозапопвречине 1 или на ней также предуемот- . полняет пространство между электродами рено непрвдставлвнное клвмное соедине- 4, 5, 6 (тз), и затем резко отключается. Рзсние для электрического присоедйнейия стояние а согласно фиг.5а между электрозаземленного экранировзния одножильно- держателями 5 с разрядными электродами го кабеля высокого напряжения 9. 55 6 и п ротиваположными электродами 4 черед

На фиг.б представлено сечение элект- .подвижность ионов определяет времена родержателяи, в частности, вставныеразь- включения t1 и 1з BQcoKOT0 напряжения. вмы 3, 7. Вставной разъем 3 имеет Времена включения, например, составляют акриловую трубку 33 с выступом, внутри ко. от нескольких миллисекунд до нескольких торой проходит провод высокого напряжа- десятков миллисекунд, в частности, от 5 до

1830198

60 мс. При скоростях воздушных потоков от

0,1 до 1 м/с времен4 выключения, т.к. интервалы между импульсами, составляют от

100 до 1000 мс. Отсюда получаются коэффициенты усреднения от 1;5 до 1:20. В результате этого согласования жесткой системы электродов и включения и выключения высокого напряжения преимущественная часть ионов, создаваемых на наконечниках разрядных электродов, вносится в воздушный поток. В результате этого, токовая нагрузка на наконечники снижается на порядок величины, а она определяет образование частиц в воздушном потоке.

Для разрядных электродов применяется эрозионностойкий материал, причем дь сих пор находили применение высококачественная сталь и вольфрам. При этом вольфрам обнаружил меньший характер уноса.

Исследования других материалов показали, что при использовании ниобия и его сплавов в качестве материала электродов можно получить существенно лучшие результаты, так что этот материал применяется для разрядных электродов 6. ТаблЛ показывает результаты испытания, проведенные в течение 1000 ч, с 20-кратной, непереключавмой токовой нагрузкой остроконечных разрядных электродов. Из столбца 2 получается, что уносимый объем

s 6 раз меньше, чем у вольфрама. Тантал также показал лучшие результаты, чем вольфрам, Модуль высокого напряжения 31, который расположен преимущественно вблизи системы электродов для уменьшения длины кабеля высокого напряжения 9, но вне воздушного потока, подробнее представлен на фиг,7а. Два высокочастотных тенераторз 18 при помощи возбуждающего каскада, который не показан, задают низкое напряжение первичной обмотки двух трансформаторов высокого напряжения 19, причем в зависимости от пропускания соответственно залитых высоковольтных диодов один трансформатор дает положительное высокое напряжение, а другой — отрицательное.

Два высоковольтных реле 20 подают соответствующее высокое напряжение к экранированному кабелю 9, который питает разрядные электроды 6. Чтобы высоковольтные реле 20 работали без нагрузки, генераторы 18 и реле 20 управляются s . соответствии с диаграммой импульсов согласно фиг.7в, Из рисунка видно, что высоковольтные реле 20 включаются и выключаются, если управляемые друг за другом импульсами генераторы 18 не выключены, Низковольтное исполнительное устройство 30 может находиться в непосредственной близости от рабочего места или размещаться в центральном шкафу комплексного распределительного устройства.

Оно выдает иа модуль высокого напряжения постоянный ток, имеющий два значения независимо друг от друга установленного постоянного напряжения, в результате чего

10 положительные и отрицательные значения высокого напряжения могут быть определены независимо друг от друга. Для регулирования значений постоянного напряжения, выдаваемого низковольтным исполнитель15 ным устройством 30, а также для регулирования баланса полярности ионов в контуре регулирования, который не показан, раздельно измеряются токи в модуле высокого напряжения 31, необходимые для получе20 ния положительных и отрицательных ионов и в качестве регулируемой величины подводятся к низковольтному исполнительному устройству 30.

В системе электродов согласно фиг.5а

25 предусмотрены специальные противоположные электроды 4. На фиг.бв и 5с противоположные электроды образуют элементы системы, окружающие разрядные электроды 6. Например, согласно фиг.5в каркасная

30 система 16, которая электрически соединена с массой, представляет собой противоэлектрод. На фиг.5с в качестве противоположного электрода предусмотрен лист с отверстиями 17, который распо35 ложен на массе и может служить заслонкой или диафрагмой.

Другой пример исполнения представлен на фиг.3. При этом примере исполнения ионы не консервируются 8 газовом или В03"0 душном потоках, имеющихся в простран. стве. а предусмотрено замкнутое устройство, «отаров имеет приспособлеwe для создания потока одного направления в большом поперечном сечении. Эти

45 приспособления имеют вентилятор 22, который подает воздух в нагнетательную камеру 21, которая со стороны нисходящего потока ограничена слоем 23, равномерно пропускающим воздух и образующим на50 правпяющую перегородку. Направляющая перегородка образует противоположный электрод для остроконечных разрядных электродов 6, которые расположены ниже направляющей перегородки 23 и согласно

55 фиг.5а закреплены на электродержателях

5. Одинаково направленный поток стабилизируется в окружающем пространстве . при помощи кожуха 24, обтекаемого потоком.

1830198

Формула изобретения

Способ создания ионов в аэродинамическом ионизаторе воздуха высоковольтного коронного разряда с противоположным электродом путем переменной подачи отри- 5 цательных и положительных высоковольтных импульсов на «оронирующий электрод, о т л и ч а е шийся тем, что, с целью повышения равномерности распределения а ионов па сечению потока, длительность каждото высоковольтного импульса устанавливают равной времени пролета ионов между электродами от 5 до 60 мс, паузу между импульсами устанавливают соответственно от 100 до 1000 мс при скорости газового потока от 0,1 до и/с. расстоянии между электродами от б до 20 см, и амплитуде импульсов 10-20 «В, 1830198

1830198

4b8 7

Составитель P.Кузнецова

Редактор .М.Куаиецоеа Техред M.Ìîðãåíòçë Корректор СЯатрушеаа

Заказ 2496 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного «омитета по иаобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб,, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101