Высоковольтные нейтрализаторы статического элек­тричества (ВНСЭ)отличаются от индукционных тем, что коронирование разрядных электродов происходит 52

шод действием высокого напряжения, подаваемого на тих от постороннего источника. Источник высокого на­пряжения входит в комплект нейтрализатора. Наличие источника ВН обеспечивает устойчивую генерацию ионов независимо от наэлектризованности материала. Это обстоятельство гарантирует достаточно высокую эффек­тивность ВНСЭ при любых, в том числе и малых, вели­чинах заряда на наэлектризованной поверхности.

■220В

В зависимости от формы и частоты питающего напря­жения ВНСЭ подразделяются на следующие виды: постоянного напряжения; ^переменного напряжения промышленной частоты; переменного напряжения высокой частоты.

Рис. 13. Схема нейтрализации за­рядов высоковольтным нейтрали­затором. / — разрядные электрод; 2 — заземлен­ный электрод (кожух); 3 — источник высокого напряжения; 4 — высоковольт­ный соединительный провод; 5 — на­электризованная поверхность; 6 — воз­душный промежуток, в котором разви­вается коронный разряд; 7 — силовые линии ЭС поля наэлектризованного ма­териала.

Характерная схема ВНСЭ изображена на, рис. 13. При подаче высо­кого напряжения на раз­рядный игольчатый элек­трод в воздушном проме­жутке развивается корон­ный разряд, и около элек­трода возникают ионы ■обоих знаков. Ионы, имеющие знак,.противопо­ложный знаку наэлектри­зованного материала, под действием электрического ' поля движутся в направ-■ лении заряженного ма­териала и оседают на нем, нейтрализуя поверхностный заряд диэлектрика. Генерация ВНСЭ ионов обоих зна­ков не связана с плотностью заряда СЭ диэлектрика. Форма питающего напряжения определяет конструк­цию разрядных электродов. Характерные конструкции даны на рис. 14.

Максимальное расстояние между разрядным электро­дом и нейтрализуемым материалом, при котором нейтра­лизатор еще эффективен, может достигать 600 мм. Обыч­но рабочее расстояние принимается равным 200—300 мм.

Конструктивно нейтрализатор постоянного напряже­ния имеет два ряда стержней (рис. 14, /г; 14, 26). каж­дый из которых присоединен к различным полюсам

. -ц п^-р^^ 3

За)

Т

7ЛуА и, 1222232 пл»./; л, у,. у/л

е-о

/1/////»/?/////1///»///>/

I

I кугуг

зв)

С чип/»/ \—Ми

Тумб/гор С—<%о I-------------- 1

Трансформатор соловой

^3 Б 7

~га^ 0-^х» *Т

Трансформатор

высокочастотный

источника питания. Между стержнями укреплена изоля-■ионная перегородка, препятствующая искровому раз­ряду между ними. Для создания одинаковых условий нейтрализации положительно и отрицательно заряжен­ного диэлектрика щели в заземленном электроде (кожу-ке) имеют различную ширину: около отрицательных разрядных электродов щель в кожухе в 1,1—1,3 раза [больше, чем около положительных.

Источники питания нейтрализаторов постоянного на­пряжения различных конструкций имеют выходное напряжение 4—12 кВ, их мощность позволяет подклю­чать параллельно систему трубчатых нейтрализаторов об-■цей длиной несколько метров. В цепи высокого напря­жения (рис. 14, 4) устанавливаются высокоомные сопро­тивления, ограничивающие ток замыкания через тело шеловека до безопасной величины (десятки микроампер) ири случайном прикосновении к разрядным электродам.

Недостатками нейтрализаторов постоянного напря­жения являются сравнительно большие габариты за счет Ьаличия двух рядов разрядных электродов, относитель­ная сложность источника питания (трансформатор и каскадный выпрямитель) (рис. 14, 4), а также возмож­ность перезарядки диэлектрика в случае отсутствия чув­ствительного регулятора эффективности действия ней­трализатора.

Нейтрализаторы переменного напряжения промыш­ленной частоты нашли наибольшее распространение, ■рубчатые нейтрализаторы имеют разрядные электро-|цы игольчатой формы (рис. 14, 16, 1в, Зв) с централь­ным щелевым отверстием, в котором развивается ко­конный разряд. Оптимальной является конструкция с иглами длиной 8—10 мм и таким же расстоянием меж-|цу иглами. Хорошо себя зарекомендовали в качестве Ьлектродов стандартные стальные швейные иглы с ра-|диусом закругления 50—70 мкм. Острие иглы и края ваземленного электрода (кожуха) располагаются в од-

ш?ш. 14. Конструкции и схемы включения высоковольтных нейтра­лизаторов.

Конструкции: 1а, 16, 1в, 1г, 10, 1е, 1ж — трубчатые; 2а, 26, 2в — желобкоеые; Вп, 36, Зв — схемы включения на переменном напряжении промышленной ча-стоты: За — ограничение тока к. з. активным сопротивлением; 36 и Зв — емкостным сопротивлением; 4 — иа постоянном напряжении; 5 — иа перемен-■ом напряжении высокой частоты; / — игла-электрод; 2 - - металлическая обо-[почка-электрод; 3 — диэлектрический стержень: 4 - металлическая труба-элек-РФод: 5 — металлический вкладыш-электрод; 6 — проволока-электрод; 7 — ме­таллический стержень-электрод.

ной плоскости, а щель заземленного электрода имеет ширину 8—10 мм.

Размеры заземленных кожухов принимаются мини­мальными, чем достигается наибольший выход ионов ■к наэлектризованному диэлектрику. Промежуток -между разрядными электродами и нейтрализуемым материалом не должен превышать 250 мм. При большем расстоянии нейтрализующая способность ВНСЭ переменного напря­жения резко снижается.

С увеличением питающего напряжения эффектив­ность нейтрализатора при прочих неизменных парамет­рах растет. При этом наибольшее напряжение ограничи­вается допустимым уровнем выделения в коронном раз­ряде озона и окислов азота. Слишком интенсивное выделение озона и окислов азота, отрицательно действу­ющих на организм человека, рассматривают как основ­ной недостаток нейтрализаторов, питающихся от посто­ронних источников напряжения. Борьбу с этим вредным явлением можно вести отсосом воздуха из корпуса нейтрализатора.

Наряду с трубчатыми нейтрализаторами применя­ются также так называемые плоские нейтрализаторы (рис. 14, 1а, 2а, 26, 2в) чаще всего на участках с повы­шенной загрязненностью окружающего воздуха. Откры­тое расположение игл обеспечивает легкий доступ к ним и возможность очистки щеткой или сжатым воздухом.

Питающее напряжение нейтрализаторов переменного напряжения промышленной частоты различных конст­рукций составляет 3—15 кВ. В качестве источника пи­тания могут быть рекомендованы высоковольтные транс­форматоры мощностью 5—10 Вт типа ТГ-1020, применя­ющегося в осветительных установках.

В высоковольтных электрических цепях ВНСЭ пере­менного напряжения предусматривают средства ограни­чения токов короткого замыкания (к. з.) для предотвра­щения поражения током обслуживающего персонала в случае прикосновения к высоковольтному электроду. С этой целью чаще всего разрядные электроды подклю­чают к выводу трансформатора через емкость для огра­ничения тока короткого замыкания до безопасной вели­чины (рис. 14, 36). Используют, кроме того, активные сопротивления, которые снижают ток к. з. до 50 мкА (рис. 14, За). В случае повышенной пожароопасное™ производства каждый разрядный электрод имеет собст^ 56

1енную емкостную связь (рис. 14, Зв), существенно сни­жающую энергию искрового разряда при к. з.

В СССР выпускают два типа нейтрализаторов пере­менного напряжения: нейтрализаторы ИН-5 и ЭН-500 КЭЛПА.

I Нейтрализатор ИН-5 (московского завода «Контроль-прибор») имеет две группы разрядных электродов же-|юбкового типа (рис. 14, 26). Коронирующие электроды.нейтрализатора выполнены в виде двух латунных поло­мок длиной 300 мм с укрепленными на них иглами вы­сотой 12 мм и расстоянием между ними 11 мм. Между рядами игл расположен заземленный пластинчатый рлектрод. Корпус, в который помещены электроды раз­рядника, выполнен из оргстекла или карболита.

Выходное напряжение питающего трансформатора Доставляет 4,3 кВ. В высоковольтную цепь трансформа-Взра включено защитное сопротивление 6 МОм.

| Нейтрализатор типа СЭЛПА (объединения «Энерго-иромавтоматика») (рис. 14, 2в) имеет корпус желобко-рой формы с двумя трубчатыми заземленными электро­ламп длиной 500—2000 мм. Коронирующие электроды роединены с выходной обмоткой трансформатора через разделительную емкость. В качестве питающего исполь-■уется трансформатор типа ТГ-1020.

I На напряжении промышленной частоты работают ■•акже нейтрализаторы скользящего разряда (рис. '14,3с). Высоковольтный электрод-стержень таких ней-ггрализаторов покрыт диэлектриком, поверх которого с определенным шагом намотана тонкая заземленная троволока. За счет значительной тангенциальной состав­ляющей напряженности электрического поля у прово-.лочек вдоль поверхности диэлектрика развивается интенсивный скользящий разряд, в результате которого генерируются ионы обоих знаков.

Высокочастотные нейтрализаторы питаются от источ­ника переменного напряжения высокой частоты, и это позволяет обеспечить малый ток к. з. с разрядных элек­тродов (несколько микроампер), что гарантирует макси­мальную безопасность обслуживания таких устройств. Эффективность высокочастотных нейтрализаторов су­щественно ниже, чем нейтрализаторов переменного напряжения промышленной частоты, из-за более интен­сивной рекомбинации зарядов, генерируемых в зонь ионизации. Конструкции коронирующих электродов

могут быть различными. Одна из них представляет собой изоляционную армированную трубку, в продольных пазах кцторой натянуты заземленные проволочки. Под дейст­вием напряжения высокой частоты, приложенного к электроду, расположенному по оси трубки, вокруг заземленных проволок создается электрическое поле с высоким значением напряженности на поверхности проволочек, что вызывает интенсивную ионизацию воз­духа. Нейтрализатор работает эффективно при расстоя­нии от разрядника до поверхности це более 35 мм.

На рис. 14, 5 представлена одна из схем малогаба­ритного, надежного в работе высокочастотного генерато­ра, предназначенного для питания нейтрализатора. Па­раметры элементов схемы, приведенные на рис. 14, 5, обеспечивают на электродах напряжение 5—30 кВ и ча­стоту колебаний 10 кГц, которая может быть увеличена до 50 кГц подстройкой емкости конденсатора в выход­ном контуре.

К числу недостатков высокочастотных нейтрализа­торов относят сравнительную сложность источника пи­тания и ограничения в части длины подводящих прово­дов между источником напряжения и нейтрализатором, так как с увеличением длины проводов возрастает ем­кость подводящей системы и, следовательно, нагрузка на источник за счет протекания емкостных токов. По этой причине высокочастотные нейтрализаторы имеют ограни­ченное применение.

Радиоактивные нейтрализаторы статического элек­тричества (РНСЭ) находят все более широкое распрост­ранение во взрывоопасных производствах химической промышленности, в целлюлозно-бумажной, текстильной и других отраслях промышленности, где недопустимо применение высоковольтных источников и достаточно небольших токов нейтрализации.

Эти нейтрализаторы просты в конструктивном отно­шении, не требуют источников питания. Выполняются чаще всего в виде плоских длинных пластинок или ма­леньких дисков, одна сторона которых покрыта радио­активным материалом, вызывающим ионизацию возду­ха (рис. 15). Применяются нейтрализаторы с а- и р-из-лучением.

Распространены нейтрализаторы с а-излучением, об­ладающим наибольшей ионизирующей способностью. Одна а-частица создает на пути в 1 см в среднем при-

мерно 20 тыс. пар ионов. Глубина проникновения а-ча-стпц в воздухе составляет в среднем 2,5—3,5 см, что делает безопасным применение этого вида излучения для обслуживающего персонала. Наибольшее распростране­ние получили а-источники на основе плутония-239.

I РНСЭ с а-излучающими источниками (рис. 15, а) представляют собой металлический контейнер, в котором размещены держатели источников излучения, специаль-

. /\ / /.......................................................................................... / ■

Р.™ Я) 1 I 5 5РВ™ _______ ^Н В)

Рис. 15. Радиоактивные и радиоактивно-индукционные нейтрализа-

|торы.

^В. б — радиоактивные с а-излучающими источниками; в — с Р-излучающими источниками; г, д — радиоактивно-индукционный; / — активный препарат; 2 —■ металлический контейнер; 3 — металлическая сетка; 4 — рукоятка; 5 — экран; 6 — игла; 7 — наэлектризованный материал; 8 — направление движения мате­риала.

ным устройством поворачивающиеся на 180°. В рабочем положении активная поверхность источника обращена к наэлектризованному объекту через окно в контейнере. В случае неподвижных держателей (рис. 15, б) окно в контейнере перекрывается экраном.

I Активная поверхность источника покрывается защит­ной электропроводной или изоляционной пленкой. За­щитная металлическая сетка служит для предохранения активной поверхности источника от механических по­вреждений. Она заземлена и в случае покрытия актив­ного слоя изоляционной пленкой служит для создания цепи тока ионов того же знака, что и знак заряда наэлектризованного материала.

| Ионизирующая способность (3-частиц примерно в 100 раз меньше, чем у а-частиц. (3-частицы в воздухе облада­ют большей проникающей способностью. Каждая (3-час-

тица создает в воздухе такое же количество ионов, как и каждая а-частица той же энергии, но источник р-излу-чения создает эти ионы в значительно большем объеме, поэтому их концентрация существенно меньше. Примене­ние этих нейтрализаторов перспективно в установках, в которых перерабатываются и транспортируются мелко­дисперсные вещества и гранулы полимеров (системы пневмотранспорта, установки псевдокипящего слоя, при­емные бункера и т. д.).

Нейтрализаторы с р-излучением можно использовать там, где достаточна небольшая эффективность иониза­ции (рис. 15, в). Среди р-излучателей широко распро­странены тритиевые источники. Подложки у тритиевых нейтрализаторов изготовляют из молибдена, нержаве­ющей стали или меди; на подложки наносится слой ти­тана, насыщаемый тритием.

Перспективными р-излучателямм с частицами боль­ших энергий являются нейтрализаторы СЭ, выполненные на основе прометия-147, выпускаемого промышленнос­тью. Однако эти нейтрализаторы требуют специальной радиационной защиты.

Основным недостатком радиоактивных нейтрализа­торов является малый ионизационный ток по сравнению с другими типами нейтрализаторов. Тем не менее в ряде производств, где плотности зарядов на материалах неве­лики, они успешно используются. Сравнительные харак­теристики различных типов нейтрализаторов, выпуск ко­торых налажен в нашей стране, приведены в табл. 7.

Комбинированные нейтрализаторы. Одним из путей повышения эффективности действия РНСЭ является сов­мещение их с другими нейтрализаторами, например с индукционным (рис. 15,г, д). Такие нейтрализаторы (НРИ) также выпускаются промышленностью (табл.7). Индукционная часть НРИ монтируется первой по ходу движения нейтрализуемого материала.

Аэродинамические нейтрализаторы. Действие этих нейтрализаторов (АНСЭ) основано на том, что ионы, по­лученные в ионизирующей камере, подаются в зону ней­трализации зарядов потоком воздуха. Нейтрализующая способность АНСЭ по сравнению с ранее рассмотрен­ными нейтрализаторами меньше зависит от расстояния до наэлектризованного материала; от плотности заряда СЭ; от степени запыленности среды в месте расположе­ния нейтрализатора.

г Наибольший практический интерес представляют ЛНСЭ с использованием коронного разряда или радио­активного излучения. Вариант конструктивного исполне­ния АНСЭ приведен на рис. 16. Нейтрализатор состоит кз металлической трубки с патрубком, в который встав­ляется коронирующее устройство. Коронирующим элек­тродом является игла, закрепленная вместе с держате­лем в изоляторе. Воздух под избыточным давлением

Таблица 7

Технические данные нейтрализаторов статического электричества

Тип		Длина	Максимальный ионный
нейтрализатора	Принцип действия	рабочей части, мм	ток. А, на 1 см длины при Е = 200 кВ/м
НР-1	а-излучение, плуто-ний-239		1,2-10'
ИИР-1	Радиоактивно -индук­ционный		5-Ю"5
НР-3	а-излучение, плуто-ний-239		1,2-10-'
■РИ-3	Радиоактивно-индук­ционный		5-Ю-5
НР-5	а-излучение, плуто­ний- 239		1,2.10-'
НРИ-5	Радиоактивно-индук­ционный		5-Ю-5
НР-7	а-излучение, плуто­ний- 239		(0.6—0.9)-Ю-7
НР-8	То же		(0,3—0.6)-10-'
НР-9	я я		(0.3—0.6). 10-'
НР-10	я я		(0.3—0.6). 10-'
ИР-11	я я		(0.3—0,6). 10-'
ИР-12	я я		(0.6—1,2).10-'
ИР-13	я я		(0.6—1,2) -10-'
ИР-14	я я		(0,6—1,2).10-'
НСЭ-140АТ-1			0.6-10-'
ИСЭ-200А			0,5-10-'
НСЭ-2ШАТ-1			0,6-10-'
НСЭ-350АТ-1			0,6-10-'
НСЭ-400А	я		0,5-10-'
КСЭ-ЮООБ	а-излучение, проме-тий-147		(0,2—0.4). 10-'
'нСЭ-1500	То же		(0,2—0,4)-10-'
[ЕСЭ-1800Б	я я		(0,2—0,4). 10"'
\ Тритиевые	Р-излучение, тритий	—	(0,5—1.2)-10-'
ИН-5	Коронный разряд		1,5-Ю-6
ЭН-500 СЭЛПА	То же		1-Ш-6

подается в нейтрализатор через редукционный клапан. Контакты реле давления включены в рассечку первичной обмотки питающего трансформатора. При уменьшении давления внутри нейтрализатора ниже допустимого реле • обесточивает электрическую схему, что обеспечивает взрывозащищенность АНСЭ.

Сжатый I Воздух ш.

Рис. 16. Пневматический ней­трализатор зарядов СЭ. 1 — расширитель; 2 — патрубок; 3 — игла; 4 — изолятор; 5 — высоко­вольтный провод; 6 —■ реле давле­ния; 7 — высоковольтный источник питания.

При подаче напряжения на иглу в воздушном про-. межутке развивается коронный разряд. Определенная доля заряженных частиц из зоны коронного разряда ув­лекается потоком воздуха через сопло и выносится во внешнее пространство. Эф­фективный вынос ионов обеспечивается при неболь­шом диаметре соплового от­верстия, возможно меньшем расстоянии между кончиком иглы и сопловым отверсти­ем, но не менее 1 мм, так как при этом коронный раз­ряд становится неустойчи­вым. Избыточное давление воздуха рекомендуется под­держивать не более 2,5— 3 кг/см² для диаметра соп­лового отверстия, равного 2 мм, и расстояния между игольчатым и заземленным электродом 1,5—2 мм. В та­ком режиме выходной ток с одного генератора ионов со­ставляет 10—12 мкА. При пи­тании иглы переменным на­пряжением этот ток умень­шается в 3—4 раза при про­чих равных условиях. Причиной уменьшения выходного тока является существенная рекомбинация ионов вслед­ствие выноса с потоком воздуха ионов обоих знаков.

Аэродинамические нейтрализаторы могут работать на основе использования в качестве ионизатора радио­активных элементов, что обеспечивает их взрывозащи­щенность при меньшей эффективности. Перспективным является применение АНСЭ в аппаратах с псевдоожи-женным слоем в процессе сушки мелкодисперсных взры-

Коопасных веществ, а также при пневмотранспорте ш-Нобных веществ.

Выбор нейтрализаторов статического электричества.

/ 3 5 Т 9 11 кВ Рис. 17. Вольт-амперные характе­ристики различных типов нейтра­лизаторов. / — нейтрализатор постоянного напря­ жения; 2 — нейтрализатор индукцион­ ный; 3 — нейтрализатор переменного напряжения; 4 — нейтрализатор высо­ кочастотный; 5 — нейтрализатор радио­ активный (а-излучение); / — иониза­ ционный ток в промежутке «нейтрали­ затор — электрод»;-------- V — напряжение между электродом, моделирующим на­ электризованный диэлектрик, и ней­ трализатором; +,------------ полярность элек­ трода; длина нейтрализаторов 500 мм; расстояние от нейтрализатора до элек­ трода 25 мм.

Шри выборе нейтрализаторов анализируют их рабочие характеристики, зависимость ионизационного тока от напряжения между нейтрализатором и объектом и за­висимость плотности заряда на объекте за нейтрализа­тором от входной (начальной) плотности заряда. Как правило, эффективнее тот нейтрализатор, который создает больший иониза­ционный ток при данном «апряжении, особенно при низких потенциалах заряженного тела. На н>ис. 17 даны сравнитель­ные характеристики ха­рактерных типов нейтра­лизаторов, из которых вицно, что наиболее мощ­ными являются нейтрали­заторы постоянного на­пряжения, затем следуют переменного напряжения, индукционные, высокоча­стотные и. наконец, ра­диоактивные.

. Как правило, нет необ­ходимости в 'полном устра­нении зарядов СЭ с на-1 электризованного мате­риала. Всякий технологический процесс характеризуется наибольшим значением заряда СЭ, при котором помехи, обусловленные электростатическим взаимодействием, еще не возникают. Поэтому можно говорить о допусти­мой плотности заряда а_ДОп на диэлектрике или о допу-I стимой напряженности электрического поля ^_доп, кото­рая для плоского диэлектрика связана с плотностью I заряда соотношением:

1 Р

°доп 2 ^е6» Доп-

Таким образом, напряженность поля над материалом Е_и за нейтрализатором не должна превышать допусти­мую:

Ск^-Сдоп-

До нейтрализатора Материал характеризуется на-, чальной плотностью заряда с_н. При этом справедливо соотношение

⁰н = -2"^еео^н»

где Е_а— начальная напряженность электрического поля на поверхности диэлектрика.

Приведенные выражения справедливы при условии,

	\8/сн	гС«
	0.5	М^\		Ек
■ 5>р^ 1
в ^^ч,	г 1	г	ч^	^*«/СА
^		-0*
	-ио	а)	г з

что заземленные объекты удалены на большие рас­стояния.

Расчет режима ней-

_ трализации заряда на

Шм диэлектрике представляет собой значительные труд­ности. Экспериментально определяются рабочие ха­рактеристики нейтрализа­тора, выражающие зави­симость Е^=}(Е_п) для различных нейтрализато­ров и режимов их работы (при различных скоростях движения материала, вы­сотах установки нейтра­лизатора над заряженной поверхностью, расстояни­ях материала от зазем-

_ ленной поверхности и

г ч ~Тг~кв/см других факторах, влияю-
₁₀ щих на процесс нейтра-

.. лизации).

' Рабочие характеристи-

ки индукционного нейтра-
Рис. 18. Эффективность индукцион- _лизаТ0ра (рис. 18) обна-
ного нейтрализатора в зависимо- г- \г- /

сти. с — от скорости движения наэлектри­зованного материала (/—9; 2—23. 3— 35 м/мин); б — от высоты установки над наэлектризованным матерналом {1 5; 2—10; 3—20; 4—50 мм); в — от расстояния до заземленной поверхности (/—более 150; 2—70; 3 50; 4—30 мм). Сведения о нейтрализаторе: рабочая длнна — 150 мм; длнна иглы — 30 мм; расстояние между иглами—15 мы; диа­метр игл — 0,2 мм.

руживают ряд особенно-

стеи:

а) возможна переза­рядка поверхности мате­риала. Поэтому при рабо­те с сильно заряженным материалом во избежание этого явления целесооб-

разно устанавливать кончики игл на расстоянии не ме­нее 15—20 мм от диэлектрика. Эффективность индукци­онного нейтрализатора может существенно уменьшаться при наличии заземленных частей вблизи места его уста­новки. Этот эффект сказывается при кратности расстоя­ния между наэлектризованным диэлектриком и ближай­шими заземленными деталями оборудования к расстоя­нию между иглами и диэлектриком менее 10. В этом слу­чае иглы нейтрализатора необходимо по возможности приблизить к диэлектрику. Оптимальный промежуток определяется экспериментально;

I б) нейтрализатор начинает активно работать при средней напряженности электрического поля между [диэлектриком и нейтрализатором /:_П=90-М00 кВ/м; I в) рабочие характеристики нейтрализатора слабо за­висят от скорости движения материала в интервале ско­ростей перемещения материала;

I г) при вибрации сильно заряженного диэлектрика может происходить существенное перезаряжение мате­риала в момент его прохождения вблизи игл нейтрали-I затора.

I Геометрические размеры нейтрализатора статическо­го электричества в жидкости (см. рис. 11, 4) выбирают­ся по следующим соотношениям. [ Диаметр разрядной камеры нейтрализатора, м,

О>У

20

Р-1ШН

и-де р_мин, мкКл/м³,— минимальное значение входной Ьлотности заряда СЭ жидкости, поступающей в нейтра-[лизатор, при которой необходимо, чтобы нейтрализатор рассеивал 75% всех зарядов.

Длина разрядных электродов, м,

/_ЭЛ=0,5Я.

Расстояние по длине нейтрализатора между сосед-1ними электродами и от торцов разрядной камеры, м,

/,~ (0,3—0,4) В.

Диаметр стыковочных патрубков, м,

<*<0,25Г>.

Длина прямолинейного участка патрубка на входе в нейтрализатор, м,

/п^(2,5— 3)с1.

Длина камеры нейтрализатора, м,

/к~(/г+1)/_ь

где п — число разрядных электродов. Обычно число раз­рядных электродов принимается равным 3—5. Чем боль­ше число электродов, тем ста­бильней работа нейтрализа­тора.

Рис. 19. Эффективность ней­трализатора ИН-5 в зависи­мости от скорости движения наэлектризованного мате­риала (/—90; 2—140; 3— 230; 4 —350 м/мии) при вы­соте установки над наэлек­тризованным материалом 35—40 мм.

Высоковольтные нейтрали­заторы (рис. 19) могут еще сильнее перезаряжать матери­ал. Влияние заземленных объ­ектов на эффективность ВНС слабее — снижение эффектив­ности не имеет места при отно­шении расстояния между ма­териалом и ближайшими за­земленными деталями к рас­стоянию между иглами и ди­электриком, большем или рав­ном 2,5. Нейтрализаторы ИН-5 могут быть использованы при скоростях движения материа­ла до 6—7 м/с. Эффективность действия радиоактивных нейтрализа­торов в значительной мере зависит от скорости движе­ния материала. Ограниченные возможности радиоактив­ного нейтрализатора по току приводят к увеличению остаточной плотности заряда с возрастанием скорости перемещения диэлектрика.

Наибольшая эффективность радиоактивных нейтра­лизаторов имеет место при высоте установки нейтрали­затора, равной глубине активной зоны ионизации (для плутония 30 мм, для трития 4 мм).

Точный аналитический расчет режима рассеяния зарядов нейтрализаторами достаточно сложен. Упро­щенно процесс нейтрализации заряда единицы поверх­ности наэлектризованного материала описывается урав­нением

где к+=еп_±к_± — удельная объемная электропроводность Воздуха у поверхности материала, обусловленная поло­жительными объемными зарядами К+ для отрицательно Наряженной поверхности диэлектрика или отрицатель­ными объемными зарядами "к- для положительно заря-Ькенной поверхности; е — заряд электрона; п_± — концен­трация положительных или отрицательных ионов Кг поверхности диэлектрика (определяется типом нейтра­лизатора); к_± — подвижность положительных или отри­цательных ионов.

I Максимальный ток централизации зарядов, соответ­ствующий началу процесса, равен:

где Ь — ширина зоны нейтрализации.

Г Средний ток нейтрализации, А/м, за время нахожде­ния материала в зоне нейтрализации заряда на единицу длины нейтрализатора равен:

■де V — скорость перемещения материала; т=<вп/а_К — коэффициент, показывающий, во сколько раз необходи­мо снизить величину начального заряда.

Коэффициент т связан с временем пребывания ■аэлектризованного диэлектрика в зоне нейтрализации [следующим соотношением:

У-

т=е "°,

где 1_и=Ь1ь — время пребывания материала в зоне нейтрализации.

Значение тока нейтрализатора /_н, обусловленного ■вижением заряженных частиц к поверхности наэлектри­зованного диэлектрика (берется табличное значение),.должно удовлетворять следующему неравенству:

'макс ^*н^* ср

ИЛИ

Таким образом, в расчете исходными данными явля­ются Оц, V и т.

Задаваясь типом нейтрализатора, по известному п_± находят К. Далее по заданному т находят 1_В и опреде­ляют Ь. Число устанавливаемых последовательно по хо­ду движения материала нейтрализаторов равно:

где б. — ширина рабочей части одного нейтрализатора.

Если окажется, что Л^>1 и не является целым чис­лом, то количество нейтрализаторов, устанавливаемых последовательно по ходу движения материала, выбира­ется равным ближайшему большему целому N. Расчет закончен, если удовлетворяется условие /_Максг^нЛ^/ср.

Изложенная выше приближенная методика приме­нима к другим нейтрализаторам при известном Я у наэлектризованной поверхности для данного типа ней­трализатора.

Характеристики комбинированного нейтрализатора подобны аналогичным характеристикам высоковольтных нейтрализаторов переменного напряжения промышлен­ной частоты, однако существенным преимуществом сов­мещения индукционного нейтрализатора с радиоактив­ным является отсутствие необходимости питания ней­трализатора от высоковольтного источника.