Ручное устройство для электростатического флокирования изделий

 

Изобретение относится к технике электростатического флокирования изделий, предварительно покрытых клеящим веществом, частицами ворса или порошка. Сущность изобретения: устройство снабжено сеткой 9, закрывающей бункер 7, выполненный из изоляционного материала с удельным объемным сопротивлением не более 1·10¹¹ Ом·м и установленным на высоковольтном электроде 8 экраном 10. Высоковольтный электрод 8 выполнен в виде круглой металлической пластины, соприкасающейся с дном бункера 7. Экран 10 выполнен в виде круглой изоляционной пластины с радиусом , где r₁ - радиус изоляционной пластины экрана, м; r₂ - радиус металлической пластины высоковольтного электрода, м; U_э - напряжение на высоковольтном электроде, МВ. 1 ил.

Изобретение относится к технике электростатического флокирования изделий, предварительно покрытых клеящим веществом, частицами типа ворса или порошка.

Наиболее близким из известных является ручное устройство для электростатического флокирования изделий, предварительно покрытых клеящим веществом, частицами типа ворса или порошка, содержащее источник постоянного тока, заземленный электрод для размещения на нем изделия и флокатор, включающий полую рукоятку с расположенными в ней высоковольтным источником и бункером и размещенный в основании бункера высоковольтный электрод, соединенный с выходом высоковольтного источника, вход которого соединен с выходом источника постоянного тока [1] Недостатком известного устройства является возможность доступа и высоковольтному электроду, следовательно, обеспечивается полная защита от высокого напряжения как во время работы, так при загрузке бункера, конца существует вероятность сохранения зарядов внутри устройства при отключенном питании.

Технической задачей изобретения является повышение электробезопасности устройства.

Это достигается тем, что ручное устройство для электростатического флокирования изделий, предварительно покрытых клеящим веществом, частицами типа ворса или порошка, содержащее источник постоянного тока, заземленный электрод для размещения на нем изделия и флокатор, включающий полую рукоятку с расположенными в ней высоковольтным источником и бункером и размещенный в основании бункера высоковольтный электрод, соединенный с выходом высоковольтного источника, вход которого соединен с выходом источника постоянного тока, согласно изобретению, оно снабжено сеткой, закрывающей бункер, выполненный из изоляционного материала с удельным объемным сопротивлением не более 1· 10¹¹Ом·м и установленным на высоковольтном электроде экраном, при этом высоковольтный электрод выполнен в виде круглой металлической пластины, соприкасающейся с дном бункера, а экран в виде круглой изоляционной пластины с радиусом , где r₁ радиус изоляционной пластины экрана (м); r₂ радиус металлической пластины высоковольтного электрода (м), U_э напряжение на высоковольтном электроде (МВ).

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено ручное устройство для электростатического флокирования изделий.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, заземленный электрод 2 для размещения на нем изделия 3 и флокатор 4.

Флокатор включает подую рукоятку 5 с расположенными в ней высоковольтным источником 6 и бункером 7, выполненным из изоляционного материала с удельным объемным сопротивлением не более 1·10¹¹ Ом·м.

В основании бункера размещен высоковольтный электрод 8, соединенный с выходом высоковольтного источника 6, вход которого соединен с выходом источника 1 постоянного тока.

Высоковольтный электрод 8 выполнен в виде круглой металлической пластины, соприкасающейся с дном бункера 7.

Устройство снабжено сеткой 9, закрывающей бункер и установленным на высоковольтном электроде 8 экраном 10, выполненным в виде круглой изоляционной пластины с радиусом , где r₁ радиус изоляционной пластины экрана (м); r₂ радиус металлической пластины высоковольтного электрода (м); U_э напряжение на высоковольтном электроде (МВ).

Устройство работает следующим образом.

В бункер 7 загружают ворс или порошок, образующий слой 11 и сеткой 9 закрывают бункер 7. На заземленном электроде 2 размещают изделие 3 для покрытия, поверхность которого предварительно смазана клеящим веществом. Флокатор 4 располагают так, что изделие оказывается под сеткой 9 флокатора 4. Включают источник 1 постоянного тока, подающий питание на источник 6 высокого напряжения, обеспечивающий подачу высокого напряжения на высоковольтный электрод 8. Под действием сил электрического поля частицы ворса (порошка) движутся к заземленному электроду 2 и осаждаются на клеевом слое изделия 3.

Материал бункера и толщина его-стенок из следующих условий. Материал бункера должен иметь объемное удельное сопротивление не более 1·10¹¹Ом· м, что в 100 и более раз меньше объемного удельного сопротивления воздуха (1·10¹³ Ом·м), что обуславливает путь тока от высоковольтного электрода до слоя ворса по стенкам бункера, а не через воздушный слой Толщина стенок бункера выбрана из условий исключения дугового разряда при прикосновении к наружной поверхности бункера и определяется из выражения: , где h толщина стенок бункера (м); U_э напряжение на высоковольтном электроде (МВ); Е_пр электрическая прочность материала бункера (МВ/м).

Изменение пути тока флокирования позволяет ввести в конструкцию флокатора изоляционный экран, установленный непосредственно на высоковольтном электроде. При этом радиус экрана больше радиуса высоковольтного электрода и определяется из условий исключения дугового разряда при прикосновении к краям экрана: , где r₁ радиус экрана (м); r₂ радиус высоковольтного электрода (м);
Е_прв электрическая прочность воздуха (МБ/м).

Известно, что
,
где Е_прв электрическая прочность воздушного промежутка между пластинами (МВ/м);
n расстояние между пластинами (м);
α_o эмпирический коэффициент; ;
β_o эмпирический коэффициент, .

Расчеты по формуле (3) для наиболее вероятных значений разности радиусов пластин экрана и высоковольтного электрода r₁ r₂. приняв, что r₁ r₂ эквивалентно n, приведены в таблице.

Из таблицы следует, что , а радиус экрана определяется из выражения:
.

Толщина экрана выбирается из условий исключения дугового разряда при прикосновении к экрану в соответствии с (1), где Е_пр электрическая прочность материала экрана.

При изготовлении флокатора в качестве материала бункера могут быть использованы, например, следующие материалы: фенопласты типа 02-010-02 или 03-010-02/ρ= 10⁹ Ом·м; U_пр 10 МВ(м); ДСВ-2Р или ДСВ-4Р, АГ4/ρ = 10¹⁰ Ом·м; U_пр 12 МВ/м (4).

Высоковольтный электрод и изоляционный экран могут быть выполнены иэ фольгированного стеклотекстолита (высоковольтный электрод -фольга, экран - стеклотекстолит, имеющий U_пр16 МВ/м.

При напряжении на высоковольтном электроде, Uпр 70кВ, а в соответствии с формулами (1) и (4) толщина стенок бункера для выбранных материалов равна соответственно 7 мм и 6 мм, толщина экрана 4,4 мм, а разность радиусов экрана и высоковольтного электрода составляет 24 мм.

Таким образом, выбор материалов отдельных узлов флокатора, а также их конструктивное исполнение, обеспечивают повышенную безопасность устройства.

Формула изобретения

Ручное устройство для электростатического флокирования изделий, предварительно покрытых клеящим веществом, частицами типа ворса или порошка, содержащее источник постоянного тока, заземленный электрод для размещения на нем изделия и флокатор, включающий полурукоятку с расположенными в ней высоковольтным источником и бункером и размещенный в основании бункера высоковольтный электрод, соединенный с выходом высоковольтного источника, вход которого соединен с выходом источника постоянного тока, отличающееся тем, что оно снабжено сеткой, закрывающей бункер, выполненный из изоляционного материала с удельным объемным сопротивлением не более 1·10¹¹Ом·м и установленным на высоковольтном электроде экраном, при этом высоковольтный электрод выполнен в виде круглой металлической пластины, соприкасающейся с дном бункера, а экран в виде круглой изоляционной пластины с радиусом
r₁≥ r₂ + U_э/3,
где
r₁ радиус изоляционной пластины экрана, м;
r₂ радиус металлической пластины высоковольтного электрода, м;
U_э напряжение на высоковольтном электроде, мВ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2