Искробезопасное разрядное устройство

Искробезопасное разрядное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик

Н 05 F 3/00

3Ъеударстеенный квинтет

СССР ав делом изобретений

II отнрытнй

Опубликовано 15. 06. 82. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15.06.82 (53) УДК621. З16. .933(088.8) (72) Авторы изобретения

С. Л. Раско и А. Е. Скачков (7I) Заявитель (54) ИСКРОБЕЗОПАСНОЕ РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технике безопасности и может быть использовано в .устройствах для искробезопасного отвода накапливаемых электростатических зарядов с наэлектризованного материала (пыль, жидкость, пары, 5 твердые материалы и т.д.), элементов оборудования, а также с человека.

Известно разрядное устройство,.со-,о держащее подключенную между рабочей частью и заземленной клеммой разрядную цепь с ограничением тока резистором. 8 этом устройстве с целью ограничения разрядного тока при прикосновении наэлектризованных объектов к рабочей части (конструктивные элементы) между рабочей частью и цепью разряда включают ограничительный резистор, на котором выделяется 2о электростатическая энергия с заряженных объектов. При этом уменьшается энергия разряда, выделяющаяся между наэлектризованным объектом и

2 рабочей частью, и происходит защита от разрядного тока элементов оборудования (1).

Однако применение этого устройст", ва в пожаровзрывоопасных производствах для снятия электростатических зарядов с человека путем касания пальцем к рабочей части устройства или для искробезопасного отвода электростатических зарядов с наэлектризованных объектов мало эффективно, так как при снятии зарядов с человека или с наэлектризованных объектов оператор не имеет информации о наличии на нем или на объекте электростатической энергии и о конечном значении пррцесса стекания зарядов статического электричества; кроме того, отсутствие наглядности процесса cteкания электростатических зарядов значительно ухудшает условия безопасности проведения работ с веществами, чувствительными к электричес- . ким разрядам.

647 4

-3 93

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является искробезопасное разрядное устройство, содержащее конденсатор, между обкладками которого расположена токопроводящая частица сферической формы

8 указанном устройстве токопроводя" щая частица подвешена на изоляционной нити между вертикально располо- . женными обкладками конденсатора. При приложении напряжения к обкладкам конденсатора токопроводящая частица . приходит в колебательное движение между обкладками конденсатора и обеспечивает искробезопасный порционный перенос заряда между обкладками конденсатора (21.

Однако подвешивание частицы на нити усложняет конструкцию устройства. Кроме того, при малейшем наклоне устройства частица не будет совер-.. шать колебания; расположение частицы в газовой среде не обеспечивает требуемую электрическую прочность, между обкладками конденсатора, без дополнительных мер (создания давления газа порядка 5-10 атмосфер или создания высокого вакуума), которые усложняют конструкцию устройства. Причем подвешивание. частицы на нити повышает порог срабатывания устройства. Все это делает описанное устройство непригодным для работы в качестве электростатического разрядчика.

Цель изобретения - расширение функицональных возможностей путем обеспечения возможности использования разрядного устройства для переноса электростатических зарядов с наэлектризованного объекта на землю.

Цель достигается тем, что в искробезопасном разрядном устройстве,содержащем конденсатор, между об", кладками которого расположена токопроводящая частица сферической формы, обкладки конденсатора закреплены в дополнительно введенном прозрачном диэлектрическом корпусе, закрепленном неполярной диэлектрической жидкостью, токопроводящая частица взвешена в указанной диэлектрической жидкости, обкладки конденсатора выполнены с вогнутыми противостоящими поверхностями, причем одна из обкладок конденсатора снабжена клеммой заземления, а другая обкладка сое10

15 ю

Зо

4S динена с дополнительно введенной токопроводящей рабочей частью, расположенной снаружи указанного корпуса.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема искробезопасного разрядного устройства; на фиг. 2 - электрическая схема устройства.

Разрядник содержит заполненный диэлектрической жидкостью прозрачный корпус 1, металлическую рабочую часть 2 верхнюю 3 и нижнюю 4 обкладки конденсатора, с вогнутыми противостоящими поверхностями, токопроводящую сферическую частицу 5 и клемму заземления 6. Для повышения чувствительности порога срабатывания устройства токопроводящая частица 5 выполнена в виде пустотелой сферы, плотность которой равна плотности диэлектрической жидкости (гексан, перфтортриэтилен или др.), заполняющей зазор между обкладками конденсатора °

Для герметизации между обкладками конденсатора и корпусом установлены прокладки 7. Верхняя обкладка 3 под-" жимается эбонитовой гайкой 8, а нижняя обкладка 4 поджимается клеммой заземления 6. Рабочая часть 2 крепится к верхней обкладке 3 резьбовым соединением и может быть выполнена конструктивно в виде совка, пробоотборника или другой конструкции в зависимости от технологического процесса. На фиг, 1 рабочая часть. выполнена в виде сферически выпуклой конструкции для отвода зарядов статического электричества с человека.

Устройство работает следующим образом.

При приближении или касании рабо" чей части 2 разрядника .(фиг. 2) к наэлектризованной области 9, рабочая часть 2, соединенная с верхней обкладкой 3 конденсатора, заряжается до потенциала наэлектризованной области 9. Под воздействием электростатического поля в межэлектродном пространстве частица 5 совершает колебательное двиЖение, периодически касаясь обкладок конденсатора. При этом частица переносит на заземленную нижнюю обкладку 4 определенное количество зарядов. Если на рабочей части 2 нет притока новых заря дов, то процесс колебания частицы будет затухающим до выравнивания

36475

1О

5 9 потенциалов на обкладках 3 и 4 конденсатора, Так как заземленная обкладка 4 имеет нулевой потенциал, то и обкладка 3, соединенная с рабочей частью, разряжается до нулевого потенциала, т.е. до полного стекания зарядов с рабочей части.

Таким образом, электростатическая энергия с наэлектризованных объектов переносится частицей небольши ми порциями на землю полностью, если не будет притока новых зарядов на объектах. При появлении свободных зарядов на рабочей части разрядного устройства процесс колебания частицы будет непрерывным, Конечное значение процесса стекания. зарядов фиксируется визуально через прозрачный корпус по прекращению колебания частицы.

Единичная порция электростатической энергии, переносимой частицей на землю, прямо пропорционально зависит от емкости частицы и от квадрата потенциала частицы после перераспределения зарядов с верхней обкладки на частицу. Первая. порция переносимой частицей энергии ввиду малой емкЬсти частицы намного меньше первоначальной энергии заряда рабочего тела устройства. Последующие riopции энергии по частице уменьшаются по экспоненциальному закону, так как потенциал на верхней обкладке конденсатора уменьшается за счет переноса частицей зарядов; кроме того, время между единичными порциями электростатической энергии, переносимой частицей на землю, которое определяется прохождением пути частицей от нижней до верхней обкладки и обратно намного больше времени воздействия энергии на горючую смесь или времени протекания химической реак-. ции (горения) смеси, поэтому искробезопасность, т.е. чувствительность перерабатываемого горючего материала, присутствующих паров, газов, пылей и т.д. к электрической искре определяется в основном первона" чальной энергией заряда рабочего тела устройства. Постоянная времени, с которой будут уменьшаться перено- симые частицы порции энергий, зависит от электрических и физических свойств частицы и среды, в которую она помещена.

При выполнении рабочей части устройства с малой электрической емко стью относительно земли, разрядное устройство можно применять практически во всех взрывопожароопасных производствах при соответствующей категории воспламеняемости горючих газопаровоздушных смесей.

Для обеспечения взвешивания токо" проводящей частицы в .диэлектрической жидкости она может быть выполнена полой или путем нанесения металлического покрытия на основу из материала с малой плотностью (пенопласт, вспененный полистирол).

Таким образом, предложенное устройство позволяет использовать его в качестве электростатического разрядника. Применение такого электростатического разрядника в пожаровзрывоопасных производствах имеет значительные преимущества перед существующими устройствами отвода зарядов статического электричества: оператор при снятии с себя или с наэлект.-. ризованного объекта электростатического заряда может визуально наблюдать процесс стекания зарядов и момент окончания стекания, что повышает услоеия безопасности технологического процесса;-.разрядник может применяться в производствах в различных агрессивных средах и на различных технологических операциях, так как

3S выбор материала и конструкции рабочей части не представляет трудности; пространственное положение разрядника не влияет- на процесс переноса заряда; разрядник имеет высокую чувствительность (низкий порог срабатывания), что повышает эффективность снятия заряда.

Формула изобретения

Искробезопасное разрядное устройство; содержащее конденсатор, между обкладками которого расположена токопроводящая частица сферической формы, о т п и ч а ю щ е.е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, обкладки конденсатора закреплены в дополнительно введенном прозрачном диэлектри- . ческом корпусе, заполненном неполярной диэлектрической жидкостью, токопроводящая частица взвешена в

936475

Составитель Е. Бочкова

Техред К.Мыцьо Корректор А. Дэятко

Редактор М. Бандура

Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4262/78 указанной диэлектрической жидкости, обкладки конденсатора выполнены с вогнутыми противостоящими поверхностями ° причем одна из обкладок конденсатора снабжена клеммой заземлеHHA а другая обкладка соединена с дополнительно введенной токопроводящей рабочей частьо, расположенной снаружи указанного корпуса..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ClllA N 3917978, кл. 317-18, 1975.

2. Миткевич В. Ф ; Физические ос" новы электротехники. КУВУЧ, 1932, с. 180.