CN1394108A - 使用高频高交流电压的用于去除静电的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种去除静电的装置，该装置能够使用高频高交流电压根据带电体的运动速度产生离子的交变速率，结果是提高了静电去除效率。该静电去除装置包括：至少一个包括多个彼此对齐的针状电极的放电电极组件，每个针状电极在提供高频率高交流电压的条件下利用电晕放电来产生离子；接地电极，用于通过每个针状电极诱导离子产生；和连接到放电电极组件的高频高压发生单元，高频高压发生单元产生的高频率高交流电压提供给放电电极组件的每一个针状电极。

Description

使用高频高交流电压的用于去除静电的装置

发明领域

本发明涉及一种使用高频高交流(AC)电压去除静电的装置，特别涉及一种静电去除装置，该装置能够在根据使用高频高交流电压的带电体的运动速度产生离子，由此提高静电去除效率。

背景技术

通常，在电容器的制造过程中，在用滚筒高速输送时，向高绝缘薄膜(例如，聚丙烯膜或类似材料)涂高绝缘材料。在这一过程中，当在薄膜和引导该薄膜的滚筒间发生摩擦和分离时，可能会产生高的层间静电电压(最大为20,000V)，导致工作效率的降低。为此，使用了一种去除静电的装置。

传统的静电去除装置可能是，例如，使用商业交流电压或直流(DC)脉动电压的离子发生器。但是，在高速下处理绝缘薄膜的情况下，即使在离子发生器去除静电之后，可能仍旧残留最大为7,000V的静电电压。这表明传统的静电去除装置的静电去除效率低。

为了加强静电去除效率，需要根据带电体的运动速度即刻去除静电。但是因为使用了商业交流电压或直流脉动电压，传统的静电去除装置在低交变速率下产生离子，导致了静电去除的效率不足。

为此，就要求一种新的静电去除装置，它能够获得根据带电体的运动速度产生离子的交变速率。

发明内容

因此，本发明考虑到了上述问题，并且本发明的一个目的是提供一种适用于高速运动的带电体的静电去除装置，该装置能够获得并根据带电体的速度使用高频率高交流电压产生离子的交变速率，从而导致静电去除效率的提高。

根据本发明，前述的和其他目的能够通过提供静电去除装置来实现，该装置包括至少一个包括多个彼此对齐的针状电极的放电电极组件，每一个针状电极使用电晕放电在供给的高频率高交流电压的条件下产生离子；接地电极与放电电极组件之间有一定的间隔空间，该接地电极在供给放电电极组件高频率高交流电压的条件下通过每个针状电极诱导离子的产生；并且高频高压产生单元连接到放电电极组件上，该电压产生单元产生高频率高交流电压供给放电电极组件中的每一个针状电极。

附图说明

本发明前述的和其他的目的、特点以及其他优势，通过下面结合附图的详细说明将会变得更加明了。

图1示出了根据本发明的一个实施例的使用高频率高交流电压的静电去除装置的剖面图；

图2示出了根据本发明的另一个实施例的使用高频率高交流电压的静电去除装置的剖面图；

图3a和3b示出了图1中的静电去除装置的放电电极组件的侧视和平面图；

图4a和4b示出了图2中的静电去除装置的放电电极组件的侧视和平面图；

图5示出了表明图1或图2中根据本发明的静电去除装置的高频高压产生单元的结构的框图；

图6a和6b示出了图1或图2中的静电去除装置的针状电极、和放电针周围电力线的分布的侧视图。

图7示出了图5中根据本发明的高频高压产生单元的详细的脉冲带宽调制(PWM)电路；和

图8示出了图5中根据本发明的高频率高交流电压产生单元的详细的离子平衡电路。

具体实施方式

本发明提供了一种使用高频率高交流电压的静电去除装置，其中在至少一个放电电极组件上加上所产生的17KHz和最大为7000伏特的高频率高交流电压，以两个实施例，即鼓风型和气压型来说明静电去除装置。

图1示出了根据本发明的优选实施例的鼓风型的静电去除装置的剖面图。

如图所示，根据本发明的静电去除装置10包括：风扇11、第一和第二放电极组件12a和12b。该去除装置10还包括第一和第二高频高压产生单元13a和13b，用于给放电极组件12a和12b施加高频率高压。风扇11安置在第一和第二放电极组件12a和12b的后面。第一和第二放电极组件12a和12b中的每一个都具有多个彼此对齐的针状电极。此外，第一和第二放电极组件12a和1 2b分别放置在去除装置10的上部和下部，彼此相对。

第一和第二高频高压产生单元13a和13b是本发明的最重要的特征，它们的作用是产生高频高压，并且把产生的高频高压供给放电电极组件12a和12b每一个中的每一个针状电极，从而在每一个针状电极周围发生电晕放电产生离子。这样的优点是，由于电压的高频率，用上述方法产生的离子具有高交变速率。最终，产生的离子由安置在第一和第二放电电极组件12a和12b后面的风扇11移动到带电体14，因此能够有效地去除带电体14上的静电，即便该带电体在高速运动。

图2示出了气压型的静电去除装置，它能够使用加压空气的力量执行去除静电的操作，以取代风扇的力量，目的是根据本发明的另一个优选实施例减小它的尺寸。如图所示，气压型的静电去除装置20包括空气室，空气室与在其下表面确定的空气入口相通。气压型去除装置20的结构使得通过空气入口可向该空气室提供空气，直到空气室中的空气压力变得相对较高并且使用该变得相对较高的空气压力的力量来移动离子到带电体23。

该气压型静电去除装置20还包括放置在空气入口和离子出口之间的放电电极组件21，放电电极组件21包括多个彼此对齐并且彼此间有一定间隔的针状电极，和高频高压产生元件22，用于向该放电电极组件21的每一个针状电极施加高频高压。

根据本发明的高频高压产生元件22产生高频率高交流电压，其频率为17KHz，并且电压最高为7000伏特。然后，该电压产生元件22向该放电电极组件21的每一个针状电极施加产生的高频高压，从而利用施加的交流电压产生电晕放电，从而产生离子。因此，能够获得离子产生的高交变速率。

如图3a和3b所示，鼓风型静电去除装置10的第一和第二放电组件12a和12b中的每一个都具有8个彼此对齐又有一定间隔的针状电极31，间隔距离最好是25毫米。第一和第二放电组件12a和12b最好可以彼此相对地放置，从而每一个针状电极31产生的离子能够通过从风扇11到带电体14的气流有效地移动到带电体14。

如图4a和4b所示，气压型静电去除装置20的放电电极组件21具有30个彼此对齐又有大约25毫米间隔的针状电极31。

针状电极31最好彼此之间有大约25到30毫米的间隔，最好是25毫米，目的是获得最大的离子产生量和防止彼此间的火花放电。

每一个放电电极组件12a、12b和21中包括的每一个针状电极31如图6a所示，具有13毫米的长度和1.53毫米的直径，并且由钨(99.95％)制造。为了获得最佳的离子产生数量和离子产生范围，最好是每一个针状电极31的末端都具有2毫米的曲率半径。

如果来自高频高压产生单元13a、13b或22的高频率高交流电压施加在对应的具有前述形状的针状电极31上，电力线的分布如图6b所示，形成于每一个针状电极31的附近。

图5示出了产生施加到对应的放电电极组件12a、12b或21的高频率高交流电压的高频高压产生单元13a、13b或22的结构的框图。

本发明中提供的高频高压产生元件包括：频率发生器51，用于产生具有预制频率(例如，17KKHz)的高频信号；脉冲宽度调制电路52，用于产生基于来自频率发生器51的高频信号的脉冲信号；高压发生电路53，用于将来自脉冲宽度调制电路52的电压增压到预定的电压水平，产生高频率高交流电压信号并输出所产生的高频高压信号；和离子平衡电路54，用于输入该反馈自高压发生电路53的高频率高交流电压信号，并且根据来自高压发生电路53的高频率高交流电压的输出变化，提供脉冲宽度调制电路52以补偿值。

当从离子平衡电路54输入一补偿信号时，或补偿值时，脉冲宽度调制电路52根据来自频率发生器51的考虑到该补偿信号的高频信号的基础，调整其输出的脉冲信号的脉冲宽度。

图7是说明脉冲宽度调制电路52和高压发生电路53的实施例的详细电路图。首先同时向端板1和2 J3提供来自频率发生器51的高频信号。然后，端板1和2 J3分别将提供的高频信号施加到上部的和下部的PWM ICs U3作为通过关联的光耦合器U1的某一周期的时钟信号。此时，分别向上部的和下部的PWM ICs U3提供来自端板1和2的(+)脉冲信号和(-)脉冲信号。然后，上部的和下部的PWM ICsU3分别发送该(+)脉冲信号和(-)脉冲信号到变压器T1。如果(+)脉冲信号和(-)脉冲信号施加到变压器T1，则该变压器T1通过它的次级线圈输出一高频率高交流电压。用这种方法产生的高频率高交流电压信号施加给每一个放电电极12a和12b或放电电极组件21中的每一个针状电极，以便如图6所示在高交变速率下产生离子。

图8是说明离子平衡电路54的详细电路图。离子平衡电路54通过它的连接到高压发生电路53的输出端的输入端J7输入高频率高交流电压信号。然后，输入到离子平衡电路54的高频率高交流电压信号施加到运算放大器U4D，并且随后被该放大器放大。接下来，运算放大器U4B的(+)输入端输入该放大的交流电压信号，它的(-)输入端输入一参考电压。输入到放大器U4B的交流电压信号被包括该运算放大器U4B和无源元件R29、R30、C27、C30以及其他元件的集成电路积分。该被积分的交流电压信号随之被施加到脉冲宽度调制电路52上做，将作为补偿信号使用。

应该注意的是，图7和图8中的电路图是用来产生高频率高交流电压信号的电路配置的举例，对本发明没有局限性。

如前所述，高频高压产生单元产生的高频率高交流电压施加到放电电极组件，从而放电电极组件中的每一个针状电极周围发生电晕放电以产生离子。以这种方式产生的离子被风扇产生的风(最大为0.87m³/min)或从空气入口注入的空气压力(最大为5Kg/cm³)移动到带电体，并且这些离子被束缚到在每个带电体表面产生静电的那些离子上，从而去除静电。

施加到放电电极组件上的交流电压具有17KHz的高频率。因此，产生离子的交变速率也变高了。结果，带电体的静电能够被快速地去除，即使每个带电体在高速运动(最大为50m/sec)。

前面的说明清楚地表明，本发明提供了一种通过在放电电极上施加高频电压、从而能够引起产生离子的高交变速率的静电去除装置，因此，可有效地在高速运动的带电体上去除静电。

尽管本发明的优选实施例是以说明为目的来进行揭示的，但是本领域的技术人员可以在不脱离所附权利要求书的范围和精神的条件下，对本发明作出各种可能的修改、添加、和替换。

Claims (7)

1.一种静电去除装置，包括：

至少一个放电电极组件，包括彼此对齐的多个针状电极，每一个针状电极在被供给高频率高交流电压的条件下利用电晕放电来产生离子；

接地电极，与放电电极组件有一定的间隔空间，接地电极在高频率高交流电压提供给放电电极组件的条件下诱导离子的产生；和

连接到放电电极组件的高频高压发生单元，电压发生单元产生高频率高交流电压给放电电极组件的每个针状电极。

2.根据权利要求1所述的装置，其中高频高压发生单元包括：

频率发生器，用于产生具有预定频带的高频信号；

脉冲宽度调制电路，根据来自频率发生器的高频信号产生脉冲信号，并且根据补偿信号调整脉冲信号的宽度；

高压发生电路，用于将来自脉冲宽度调制电路的电压增压以产生高频率高交流电压并将产生的高频率高交流电压供给放电电极组件；和

离子平衡电路，用于输入该反馈自高压发生电路的高频率高交流电压信号，通过积分该反馈的交流电压产生补偿信号，并且将产生的补偿信号提供给脉冲宽度调制电路。

3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

风扇，被放置在放电电极组件后面，用于产生气流，从而产生的气流将每一个针状电极产生的离子移到带电体上。

4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

空气室，具有希望的容量，被安放在放电电极组件的后面，同时具有空气入口，从而具有预定压力的空气通过空气入口注入到空气室以将每个针状电极产生的离子移动到带电体。

5.根据权利要求1所述的装置，其中该装置具有两个以彼此相对的方式安放的放电电极组件。

6.根据权利要求1所述的装置，其中的多个针状电极彼此对齐并且彼此间具有约20毫米到30毫米的间隔。

7.根据权利要求1所述的装置，其中每一个针状电极的末端具有约2毫米的曲率半径。

Images