Искробезопасное разрядное устройство

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик и 936475(23) П р нор итет 05 Г 3/00 Ъоударстеенный кокнтет СССР ао делен изобретений я открытнйОпубликовано 15. 06. 82. Бюллетень22 Дата опубликования описания 15.06.82) Заявите 54) ИСКРОБЕЗОПАСНОЕ РАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО 1 ение отно ти и може йствах дл накаплива арядов с иала (пыл Изобрет опаснос в устро отвода еских з о матер рдые ма оборудсится к техникет быть использовая искробезопасноемых электростанаэлектризовань, жидкость, пары,т.д.), элементакже с человеб ти но тв териалы ования,ка.Известно разрядное устройство,.содержащее 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 2 электростатическая энергия с заря" венных объектов. При этом уменьшается энергия разряда, выделяющаяся между наэлектризованным объектом и рабочей частью, и происходит защитаот разрядного тока элементов оборудования 1 11.Однако применение этого устройст,ва в пожаровзрывоопасных производствах для снятия электростатических зарядов с человека путем касания пальцем к рабочей части устройства илидля искробезопасного отвода электростатических зарядов с наэлектризованных объектов мало эффективно, таккак 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 знацении процесса стекания зарядов статического электричества; кроме того, отсутствие наглядности процесса стекания электростатических зарядов значительно ухудшает условия безопасности проведения работ с вещест. вами, чувствительными к электричес- . ким разрядам.647." 4 5055 3 93Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является искробезопасное разрядное устройство,содержащее конденсатор, между обкладками которого расположена токопроводящая частица сферической формы8 указанном устройстве токопроводя"щая частица подвешена на изоляционной нити между вертикально располо-женными обкладками конденсатора, Приприложении напряжения к обкладкамконденсатора токопроводящая частица .приходит в колебательное движениемежду обкладками конденсатора и обеспечивает искробезопасный порционныйперенос заряда между обкладками конденсатора 2 1.Однако подвешивание частицы нанити усложняет конструкцию устройства. Кроме того, при малейшем наклонеустройства частица не будет совер-шать колебания; расположение частицы в газовой среде не обеспечиваеттребуемую электрическую прочность,между обкладками конденсатора, бездополнительных мер (создания давления газа порядка 5-10 атмосфер илисоздания высокого вакуума), которые усложняют конструкцию устройства. Причем подвешивание. частицы нанити повышает порог срабатыванияустройства. Все это делает описанное устройство непригодным дляработы в качестве электростатического раэрядчика,Цель изобретения - расширениефункицональных возможностей путемобеспечения возможности использования разрядного устройства для пере"носа электростатических зарядов снаэлектризованного объекта на землю.Цель достигается тем, что в искробезопасном разрядном устройстве,содержащем конденсатор, между об", кладками которого расположена токо- проводящая 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 вы полнены с вогнутыми противостоящими поверхностями, причем одна из обкладок конденсатора снабжена клеммой заземления, а другая обкладка сое 1 о 15 ло 25 зо 35 4 о 45 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 конденсатораДля 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, пообоотборника 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 прост"ранстве частица 5 совершает колебательное двиЖение, периодическикасаясь обкладок конденсатора. Приэтом частица переносит на заземленную нижнюю обкладку 4 определенноеколичество зарядов. Бсли на рабочей части 2 нет притока, новых зарядов, то процесс колебания частицыбудет затухающим до выравнивания36475 5 1 О 15 эю 5 Э 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 порции 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 опреде" ляется 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 емкод стью относительно земли, разрядное устройство можно применять практически во всех взрывопожароопасных производствах при соответствующей категории вьспламеняемости 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 зарядовстатического 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 различныхагрессивных средах и на различныхтехнологических операциях, так как 35выбор материала и конструкции рабочей части не представляет трудности;пространственное положение разрядника не влияет на процесс переносазаряда; разрядник имеет высокую чувствительность (низкий порог срабатывания), что повышает эффективностьснятия заряда. формула изобретения Искробезопасное разрядное устрой" ство; 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 кон" денсатора закреплены в дополнительно введенном прозрачном диэлектри- . ческом корпусе, заполненном неполярной диэлектрической жидкостью, токопроводящая частица взвешена в936475 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Йф 3917978,кл. 317-18, 1975. 2, Миткевич В. Ф; физические ос"новы электротехники, КУВУЧ, 1932,с. 180. ит.2Составитель Е, БочковаТехред К.Мыцьо Коррект Бандура к едак аж 862ственного кзобретенийЖ, Рауввюай Подписноеета СССРкрытийя наб., д, 4/5,8 аз 4 Ти ВНИИПИ Госуда по делам 13035, Москв"Патент" г лиа указанной диэлектрической жидкости,обкладки конденсатора выполнены свогнутыми противостоящими поверхностями, приче 4 одна из обкладок конденсатора снабжена клеммой заземления, а другая обкладка соединена сдополнительно введенной токопроводящей рабочей частьо, расположеннойснаружи указанного корпуса. ород, ул. Проектная,