Dispositivo per rimuovere le cariche statiche dalla superficie dei materiali polimerici in fogli. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Le cariche elettrostatiche sulla superficie dei materiali in fogli polimerici in movimento (ad esempio le pellicole) creano una serie di interferenze tecnologiche, portano a prodotti difettosi, influiscono negativamente sui lavoratori, peggiorano le condizioni di lavoro e creano ulteriori situazioni pericolose.

La rimozione delle cariche statiche dalla superficie dei materiali polimerici in movimento viene effettuata in diverse direzioni, una delle quali è la ionizzazione dell'aria che circonda il materiale polimerico. Una delle fonti di ionizzazione dell'aria sono gli ionizzatori ad alta tensione basati sulla scarica corona, che hanno un'elevata capacità di ionizzazione.

Questo articolo descrive un dispositivo per la rimozione delle cariche statiche, progettato per la neutralizzazione continua e senza contatto delle cariche di elettricità statica su una rete di materiali in fogli polimerici in movimento.

Lo schema a blocchi del dispositivo a scarica elettrostatica è mostrato in Fig. 1.

Specifiche del dispositivo:

• Velocità massima di movimento del materiale (film)......70 m/min
• Tensione di alimentazione dei neutralizzatori ....... 10 ... 12 kV
• Frequenza alta tensione.......15...20 kHz
• Distanza ottimale del neutralizzatore dal materiale in movimento.......25...30 mm
• Numero di ionizzatori.......2, 4, 6 pz.
• Tensione di alimentazione del dispositivo...220 V, 50 Hz
• Consumo energetico......80 W

L'alta tensione 10...12 kV con una frequenza di 15...20 kHz viene fornita dal convertitore tramite un cavo ad alta tensione agli ionizzatori situati su entrambi i lati della pellicola neutralizzata a una distanza di 25...30 mm. I neutralizzatori vengono installati immediatamente prima dell'avvolgimento. Gli elettrodi ad ago dello ionizzatore, insieme al bordo affilato dell'alloggiamento, creano un campo elettrico con un'alta densità di linee elettriche. Il campo elettrico accelera gli elettroni nell'aria ad una velocità alla quale l'energia di questi ultimi è sufficiente a dividere le molecole dell'aria, in particolare l'ossigeno. In questo caso si formano sia ioni positivi che negativi. La nuvola spaziale di questi ioni si ricombina con la carica del materiale neutralizzato. Se la carica ha un potenziale elevato (circa 1 kV o superiore), può fluire sul corpo dello ionizzatore messo a terra attraverso l'aria ionizzata, che è un buon conduttore.

Il circuito elettrico di un convertitore ad alta tensione con una frequenza di 15...20 kHz è mostrato in Fig. 2.

(clicca per ingrandire)

Il convertitore è assemblato secondo un circuito inverter a mezzo ponte utilizzando i transistor VT1 e VT2. Viene caricato sull'avvolgimento primario del trasformatore T2, che isola galvanicamente l'alta tensione dalla rete CA. La modalità di funzionamento auto-oscillante è assicurata da un circuito di retroazione della tensione, che viene rimosso dall'avvolgimento III del trasformatore T2 e alimentato all'avvolgimento I del trasformatore ausiliario T1 e all'unità di trigger assemblata sul transistor VT3.

Dopo aver acceso l'interruttore SA1, il condensatore C5 viene caricato tramite i resistori R3, R6. Quando la tensione ai suoi capi raggiunge circa 50...60 V, il transistor VT3 si apre come una valanga e il condensatore si scarica. L'impulso di corrente apre il transistor VT2 e avvia il convertitore. Successivamente, semicicli negativi di tensione dalla base del transistor VT2 aprono periodicamente il transistor VT3, mantenendo il condensatore C5 scarico.

L'unità di lancio non partecipa al funzionamento del dispositivo. Se per qualsiasi motivo le oscillazioni nel convertitore si fermano, il condensatore C5 inizia a caricarsi e l'unità di attivazione genera un impulso che attiva il convertitore. Il resistore R7 può modificare la frequenza del convertitore.

Lo ionizzatore d'aria (Fig. 3, dove 1 - cavo ad alta tensione, 2 - clip metallica, 3 manicotto isolante, 4 - corpo ionizzatore metallico, 5 - tubo di ottone, 6 - aghi metallici) è costituito da un corpo, che è un oppure tubo in ottone del diametro di 30 mm con fori longitudinali. I bordi dei fori sono svasati per creare spigoli vivi e creare un'elevata densità di carica.

All'interno dell'alloggiamento, un tubo di ottone con aghi saldati passa attraverso gli isolanti, che si trovano esattamente al centro dei fori anulari dell'alloggiamento. Attraverso il tubo interno passa un cavo ad alta tensione che, insieme al tubo, forma un piccolo condensatore (circa 15 pF). Il piccolo valore della capacità limita la quantità di carica sugli spinterometri. Gli aghi dello ionizzatore si trovano ad una distanza di 1...2 mm dalla superficie del corpo dello ionizzatore. La lunghezza dello ionizzatore viene selezionata in ciascun caso specifico in base alla larghezza della striscia di materiale da lavorare.

Impostare. È necessario collegare lo ionizzatore al convertitore con un cavo ad alta tensione. Collegare quindi un frequenzimetro e un oscilloscopio ai capi dell'avvolgimento I del trasformatore T1.

Accendere l'alimentazione e, una volta avvenuta la generazione, valutarne la frequenza e, osservando la forma e l'ampiezza delle oscillazioni, utilizzare il resistore R7 per impostare la frequenza ottimale.

Dettagli. I transistor VT1 e VT2 tipo KT809A possono essere sostituiti con KT812A. Devono essere installati su radiatori con una superficie di almeno 50 cm2. Condensatori C1 e C2 tipo K73-17; C3 e C4 tipo K50-12; S5 tipo KM-6. Il trasformatore T1 è avvolto su un anello di ferrite da 2000NN con dimensioni K10CH6CH5. L'avvolgimento primario contiene 50 spire, il secondo e il terzo avvolgimento contengono 8 spire ciascuno utilizzando filo PELSHO-0,25.

Il trasformatore T2 è avvolto su un nucleo di ferrite NMS2000 da un trasformatore di linea TVS-110L. Gli avvolgimenti I e III sono avvolti con filo PELSHO-0,33 e contengono rispettivamente 90 e 5 spire. Come avvolgimento secondario ad alta tensione viene utilizzata una bobina ad alta tensione di un trasformatore di linea.

Autore: V.F. Yakovlev

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