Нейтрализация статического электричества на поверхности текстильных настенных покрытий в процессе их производства

При производстве текстильных настенных покрытий в результате трения текстильного полотна и полотна основы о поверхность линии по производству обоев возникает электрический заряд, вследствие чего на линии отмечались случаи поражения рабочего персонала разрядом статического электричества. Поскольку данная линия включает большое число валов и роликов, то на ней имеет место кумулятивный эффект (величина электрического заряда постепенно увеличивается). Также в результате взаимного отталкивания слоев текстильных настенных покрытий в готовом рулончике обоев, которое возрастает с увеличением диаметра рулончика, наблюдается рыхлая намотка.

Для решения указанных проблем изучены возможные способы снятия электростатического напряжения с поверхности рулонных материалов и установлено, что наиболее эффективны активные игольчатые нейтрализаторы с дополнительным источником энергии &#;1].

По результатам теоретических и практический исследований разработано устройство для нейтрализации зарядов статического электричества на поверхности рулонных материалов (рисунок 1), включающее нейтрализатор 1, соединенный экранированным соединителем 2 с источником импульсного напряжения 3 &#;2].

1 – нейтрализатор; 2 – соединитель экранированный;

3 – источник импульсного напряжения

Рисунок 1 – Внешний вид устройства

Нейтрализатор статического электричества представляет собой штангу 1 кругового сечения со встроенными иглами излучателя-электрода 4, изолятором 2 и излучателем-электродом 3 (рисунок 2). Иглы нейтрализатора создают электрическое поле, благодаря которому молекулы воздуха около штанги превращаются в отрицательно и положительно заряженные ионы.

1 – корпус; 2 – изолятор; 3 – излучатель-электрод;

4 –игла излучателя- электрода

Рисунок 2 – Внешний вид нейтрализатора статического электричества

Для создания электрического поля возле игл нейтрализатора на них подается высокое напряжение с внешнего источника. В качестве внешнего источника используется источник импульсного напряжения с выходным значением 18 кВ.

Высокое напряжение, поступающее от источника импульсного напряжения, подается на излучатели-электроды нейтрализатора. Сильное электрическое поле в этой области приводит к возникновению отрицательно и положительно заряженных ионов, которые стекают с острия игл излучателя-электрода нейтрализатора.

В результате изучения параметров устройств для нейтрализации статического электричества различных производителей, установлено следующее [3, 4]:

- с увеличением длины иглы нейтрализатора увеличивается ионизационный ток, а начальное рабочее напряжение уменьшается, что заметно снижает остаточное напряжение на поверхности материала (длина иглы разработанного устройства равна 18-19 мм).

- с уменьшением угла заострения иглы происходит улучшение стекания ионов с ее поверхности, что уменьшает величину остаточного электрического напряжения на поверхности материала (угол заострения иглы разработанного нейтрализатора не более 20 градусов).

- с уменьшением расстояния от материала до иглы нейтрализатора повышается эффективность его работы, однако при малом расстоянии (до 10 мм) возникает коронный разряд, приводящий к возникновению искры (оптимальное расстояние от материала до острия игл нейтрализатора - 28-30 мм).

Плотность расположения игл нейтрализатора также имеет большое значение: при большой плотности происходит взаимное перекрытие электрических полей рядом стоящих игл и их электрические поля ослабляются; если иглы расположены редко происходит снижение ионизации нейтрализатора.

Оптимальная частота расположения игл зависит от расстояния от иглы до нейтрализуемого материала.

Оптимальная частота расположения игл (n) рассчитывается по формуле &#;3&#;:

, при h_и&#;0,

где L_н – ширина нейтрализуемого материала, мм;

h_и – расстояние от иглы до нейтрализуемого материала, мм.

При ширине текстильных настенных покрытий 53 - 55 см и расстоянии от нейтрализатора до полотна текстильных обоев 28 - 30 мм оптимальная частота расположения игл должна составлять 9,8 – 8,8 мм.

Таким образом, было изготовлено устройство для нейтрализации зарядов статического электричества на поверхности рулонных материалов с длиной иглы 19 мм, углом заострения игл не более 20 градусов и расстоянием между иглами 10 мм [5]. Технические характеристики разработанного устройства представлены в таблице 1.

Таблица 1

Разработанное устройство имеет ряд преимуществ перед уже существующими:

- используется источник импульсного напряжения, что снижает энергозатраты;

- выходное напряжение составляет 18 кВ, благодаря чему рабочая зона равна 10-50 мм;

- изготовлено из стандартных узлов и деталей, что позволяет выпускать нейтрализатор без дополнительных материальных затрат.

Внедрение разработанного устройства осуществлено в производственных условиях филиала «Белобои» (г. Минск) ОАО «Белорусские обои».

Литература:

1. Калиновская, И.Н. Устройство для снятия статического электричества с поверхности текстильных настенных покрытий / И.Н. Калиновская, А.А. Белов, Е.М. Коган // Тезисы докладов XLI науч.-технич. конф. преподавателей и студентов ун-та / УО «ВГТУ»; гл. ред. В.В. Пятов. – Витебск, 2008. – С. 71-72.

2. Калиновская, И.Н. Снятие статического электричества с поверхности текстильных настенных покрытий / И.Н. Калиновская // Вестник Витебского государственного технологического университета. – 2008. – Вып. 15. – С. 69-73.

3. Нейтрализаторы // Промышленная безопасность &#;Электронный ресурс&#; – 2007. – Режим доступа: http://www.q2.ru.

4. Игольчатые нейтрализаторы в защищенном и незащищенном исполнении // Каталог товаров Simco Industrial Static Control &#;Электронный ресурс&#; – 2009. – Режим доступа: http://www.nwea.ru.

5. Калиновская, И.Н. Технологический процесс получения текстильных настенных покрытий: дис. канд. тех. наук: 05.19.02 / И.Н. Калиновская. – Витебск, 2009. – 242 с.