Генератор для нанесения дисперсных порошков в электростатическом поле

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГЕНЕРАТОР ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ В ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ПОЛЕ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Завистовский Сергей Эдуардович Кириенко Александр Сергеевич Редько Павел Петрович Гаврилова Наталья Эдуардовна Осипова Анастасия Игоревна(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Генератор для нанесения дисперсных порошков в электростатическом поле, содержащий соединенные между собой блок питания в виде стабилизатора, который включает последовательно соединенные задающий генератор, распределитель импульсов и транзисторный преобразователь, повышающий блок и делительный блок в виде последовательно 51812009.04.30 соединенных резисторного ограничителя, индикатора токового расхода и рабочих электродов, отличающийся тем, что повышающий блок выполнен в виде последовательно соединенных высоковольтных трансформаторов и умножителей напряжения, а также соединенных параллельно с ними выпрямителя напряжения и терристорного регулятора,причем выпрямитель напряжения включен в схему перед высоковольтным трансформатором, а терристорный регулятор - между высоковольтным трансформатором и умножителем напряжения, который соединен с резисторным ограничителем делительного блока.(56) 1. Вальтер А.К. и др. Электростатические ускорители заряженных частиц. - М. Госатомиздат, 1963. - С. 44, рис. 11.4. 2. Завистовский С.Э., Кириенко А.С., Редько П.П. Блок транспортирования частиц абразива в электростатическом поле для специальной установки по производству ленточного абразивного инструмента // Вестник ПГУ. -6. - Новополоцк, УО ПГУ. - 2006. - 2324 с., рис. 2. Полезная модель относится к области получения электростатической энергии, в частности к генерированию электростатического поля, в котором транспортируются, ориентируются и осаждаются заряженные частицы, и найдет применение в устройствах для электростатического нанесения покрытий из дисперсных порошков. Известна конструкция электростатического генератора, используемого в качестве транспортера электрически заряженных частиц, содержащего соединенные между собой блок питания, повышающий блок и делительный блок с закрепленными электродами 1. Данный генератор позволяет вырабатывать электростатическое поле напряженностью 10 кВ и осуществлять массоперенос заряженных частиц порошков полимерных материалов малых фракций до 0,16 мм. Недостатком известной конструкции генератора являются низкие параметры напряженности электростатического поля, отсутствие регулирования мощности генератора,сложная конструкция, невысокая надежность и низкая степень изолированности токопроводящих частей, что не допускает осуществления и регулирования процесса массопереноса частиц различных порошковых материалов с размером фракции выше 0,16 мм. Известна конструкция генератора электростатического поля, выбранная в качестве прототипа, содержащая соединенные между собой блок питания в виде стабилизатора, который включает последовательно соединенные задающий генератор, распределитель импульсов и транзисторный преобразователь, повышающий блок и делительный блок. При этом повышающий блок и делительный блок выполнены в виде последовательно соединенных высоковольтного трансформатора, умножителя напряжения, резистивного ограничителя,индикатора токового расхода и рабочих электродов 2. Данный генератор позволяет вырабатывать электростатическое поле напряженностью 25 кВ и осуществлять массоперенос заряженных частиц порошков полимерных материалов малых фракций до 0,4 мм. Недостатками известной конструкции генератора являются низкая мощность генератора и отсутствие ее регулирования, низкий КПД 0,5, нестабильность работы вследствие низкой степени изолированности токопроводящих частей конструкции и корпуса в целом,что приводит к высоким потерям разницы потенциалов. Это не допускает осуществления и регулирования процесса массопереноса широкой номенклатуры частиц, различных по морфологии, плотности, электростатической восприимчивости и геометрическим размерам порошков, что ограничивает диапазон использования. Задачей полезной модели является повышение КПД, мощности, надежности и электробезопасности генератора, регулирование процесса электростатического нанесения покрытий и расширение диапазона использования. 2 51812009.04.30 Поставленная задача достигается тем, что генератор для нанесения дисперсных порошков в электростатическом поле содержит соединенные между собой блок питания в виде стабилизатора, который включает последовательно соединенные задающий генератор, распределитель импульсов и транзисторный преобразователь, повышающий блок и делительный блок в виде последовательно соединенных резистивного ограничителя, индикатора токового расхода и рабочих электродов. При этом в отличие от прототипа повышающий блок выполнен в виде последовательно соединенных высоковольтных трансформаторов и умножителей напряжения, а также соединенных параллельно с ними выпрямителя напряжения и терристорного регулятора. Причем выпрямитель напряжения включен в схему перед высоковольтным трансформатором, а терристорный регулятор между высоковольтным трансформатором и умножителем напряжения, который соединен с резистивным ограничителем делительного блока. Надежность и электробезопасность генератора обеспечивает то, что все его элементы расположены в трех отдельных корпусных электрически связанных блоках. Причем повышающий блок размещен в герметичном корпусе с улучшенной электроизоляцией. Благодаря удвоенной паре высоковольтных трансформаторов, умножителей напряжения и терристорного регулятора в совокупности с резистивным ограничителем делительного блока позволяет увеличить мощность, КПД до 0,89 и получить заданный шаг ступенчатого регулирования напряженности электростатического поля от 0 до 50 кВ. Это расширяет диапазон использования генератора, делая возможным регулируемое нанесение покрытий широкой номенклатуры частиц, различных по морфологии, плотности, электростатической восприимчивости и геометрическим размерам порошков. Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлена структурная блоксхема заявляемого генератора электростатического поля. Полезная модель содержит электрически соединенные между собой и расположенные в отдельных герметично изолированных корпусах блок питания, повышающий блок и делительный блок. Блок питания выполнен в виде стабилизатора 1, который включает последовательно соединенные задающий генератор 2, распределитель импульсов 3 и транзисторный преобразователь 4. Повышающий блок выполнен в виде последовательно соединенных высоковольтных трансформаторов 5, 6 и умножителей напряжения 7, 8, а также соединенных параллельно с ними выпрямителя напряжения 9 и терристорного регулятора 10. Причем выпрямитель напряжения 9 включен в схему перед высоковольтным трансформатором 5, а терристорный регулятор 10 - между высоковольтным трансформатором 6 и умножителем напряжения 7. Умножитель напряжения 8 соединен с резистивным ограничителем 11 делительного блока, в состав которого входят последовательно соединенные с резистивным ограничителем 11 индикатор токового расхода 12 и рабочие электроды 13. Предлагаемая полезная модель изготавливается из стандартных и унифицированных изделий, электрически соединенных между собой распайкой на электрических платах,размещенных в отдельных герметично изолированных корпусах в соответствии с рабочей схемой. Генератор работает следующим образом. Генератор запитан от сети переменного тока( пит 220 В). На выходе блока питания транзисторный преобразователь 4 при взаимодействии с задающим генератором 2 выдает переменное напряжение 68 кВ, которое при умножении повышающим блоком достигает 50 кВ. Функции повышающего блока реализованы двумя высоковольтными трансформаторами 5, 6 с умножителями высоковольтного напряжения 7, 8 (вв 50 кВ), причем элементы повышающего блока перестраиваются на необходимое напряжение регулированием напряжения с помощью терристорного регулятора 10 как в меньшую, так и в большую стороны. Резистивный ограничитель 11 в выходной цепи делительного блока выполняет функцию стабилизации конвекционного тока, а также обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала. На рабочих 3 51812009.04.30 электродах 13 создается электростатическое поле коронного разряда и реализуется условие ионизации молекул воздуха с последующим взаимодействием образовавшихся ионов с мелкодисперсным порошком. При этом частицы порошка ориентируются и переносятся в созданном электростатическом поле на наносимую поверхность. Процесс транспортирования зависит от степени ионизации, величины (дисперсности) порошка, от значения вырабатываемого генератором напряжения электростатического поля, конструкции электродов, их полярности и расстояния между ними. Энергетическим параметром генератора,производящего электростатическое поле, является конвективный ток переноса частиц, который в зависимости от перечисленных факторов составляет от 5 до 50 мкА. Напряжение источника обеспечения этого процесса имеет величину 6-50 кВ. Использование заявляемой полезной модели позволит получать электростатическое поле необходимых характеристик для нанесения различных по плотности и размерам дисперсных материалов на различную дистанцию регулировать подающее напряжение от 0 до 220 В для снижения потерь разницы потенциалов на рабочих электродах, что приведет к повышению мощности, стабильности работы и повышению КПД 0,89 создавать более высокую разницу потенциалов на рабочих электродах, что расширяет диапазон использования и номенклатуру наносимых в электростатическом поле дисперсных материалов по геометрическим параметрам и электростатической восприимчивости. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4