УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРЕТОВ

Предлагаемое техническое решение относится к области изготовления постоянно наэлектризованных диэлектриков - электретов, способных создавать электрическое поле в окружающем их пространстве и может быть использовано в радиотехнической, приборостроительной и бытовой технике.
Известен технологический метод изготовления электретов из тонкопленочных неполярных полимерных диэлектриков в коронном разряде.
В качестве коронирующих электродов при получении короноэлектретов обычно используют тонкие проволоки, иглы или лезвия (В.Г. Бойцов, Д.А. Рычков. Полимерные электреты в инновационных технологиях. Ж: «Известия Российского Государственного педагогического университета им. А.И. Герцена (Санкт-Петербург) Т.2, №4, 2002 г. стр. 118-132).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится неравномерное распределение зарядов по поверхности полимерных диэлектриков в коронном разряде из-за дискретного расположения проволок, игл или лезвий относительно друг друга: Это требует увеличение времени зарядки полимерных диэлектриков, а значит, снижает производительность зарядки в коронном разряде.
Известно устройство для изготовления электрета с заданным распределением зарядовых пятен, содержащая электрод, закрепленный на электрическом основании, выполненный в виде печатной платы, при этом печатная плата выполнена на одной из сторон фольгированного диэлектрика и электрически соединена с другой стороны (Патент РФ. №2037225, H01G 7/02, H01G 13/00 1995 г. )
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится длительность изготовления электрета из-за неравномерности распределения зарядов на зарядовых пятнах, что снижает производительность изготовления электретов.
Известно устройство для изготовления пленочных электретов, описанная в способе изготовления пленочных электретов в поле коронного разряда при комнатной температуре, при этом поляризация проводится коротроном, выполненном из тонких вольфрамовых проволок, и при движении коротрона над пленкой (Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №497887, H01G /02, 1982 г. )
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится длительность создания однородной поверхностной плотности заряда электретов без пробоев, это увеличивает необходимое время зарядки пленки и тем самым снижает производительность.
Известно устройство для изготовления электретов, содержащее поворотную кассету с размещенными над ней диэлектрическими пленками и расположенным над ней узлом для нейтрализации диэлектриков, выполненном в виде иглы, заключенной в металлический кожух и соединенный с источником переменного напряжения и электродом для поляризации диэлектриков, выполненный в виде иглы, соединенный с источником постоянного напряжения, при этом электрод для поляризации снабжен металлическим кожухом с сеткой, расположенный между электродом и поворотной кассетой и соединенный с источником стабилизированного напряжения, а металлический кожух узла нейтрализации снабжен сеткой, расположенный между иглой и поворотной кассетой и соединенный с этой кассетой. (Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №674634, H01G 13/00, H01G 7/02, 1982 г. )
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится длительность начала нейтрализации поверхности диэлектрика, находящегося под сеткой в узле нейтрализации между иглой и поворотной кассетой и соединенной с этой кассетой, а также затем поляризация поверхности диэлектрика, находящегося под сеткой между электродом для поляризации диэлектриков, соединенным с источником постоянного напряжения, и поворотной кассетой, из-за гладкой поверхности проволок обеих металлических сеток. Электрические заряды на гладких поверхностях проволок таких сеток образуются и стекают неравномерно, что требует увеличения времени с начала нейтрализации, и затем зарядки полимерной пленки электретов, что снижает производительность.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение производительности.
Поставленный технический результат достигается тем, что в устройстве изготовления электретов, содержащем поворотную кассету с размещенными на ней диэлектрическими пленками и расположенными над ней узлом для нейтрализации диэлектриков, выполненном в виде иглы, заключенной в металлический кожух и соединенный с источником переменного напряжения, и электродов для поляризации диэлектриков, выполненный в виде иглы, соединенной с источником постоянного напряжения, причем электрод для поляризации снабжен металлическим кожухом с сеткой расположенной между электродом и поворотной кассетой и соединенный с источником стабилизированного напряжения, а металлический кожух узла нейтрализации снабжен сеткой, расположенный между иглой и поворотной кассетой и соединенный с этой кассетой, причем обе сетки выполнены из углеродной ткани с ворсом и закреплены в металлический кожух ворсом, обращенным к поверхности диэлектрических пленок.
Выполнение сетки, закрепленной в металлическом кожухе узла для нейтрализации диэлектриков из углеродистой ткани позволяет создать плотное прилегание нитей утка и основы друг к другу, что обеспечивает большую поверхность стекания разноименных зарядов с поверхностей диэлектриков увеличивает скорость ее нейтрализации тем самыми повышая производительность.
Применение углеродистой ткани с ворсом и закрепление в кожухе узла для нейтрализации диэлектриков сетки ворсом, обращенным к поверхности диэлектрических пленок, создает равномерное распределение электродов, которыми становятся свободные вершины ворса, для стекания по ним электрических зарядов с поверхности диэлектриков при их нейтрализации. Это еще в большей степени увеличивает скорость нейтрализации, а значит и повышение производительности.
Те же эффекты, но уже при поляризации поверхности диэлектриков, способствуют повышению производительности при выполнении сетки из углеродной ткани с ворсом, закрепленной в металлическом кожухе, когда ворс обращен к поверхности диэлектрических пленок, при поляризации пленок. Плотное расположение нитей углеродных тканей и равномерное стекание зарядов с вершин ворсинок на всю поверхность пленки ускоряет процесс зарядки, что значительно увеличивает производительность.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - фрагмент сетки из углеродистой ткани с ворсом, обращенным к поверхности пленки диэлектрика, в зоне поляризации, на фиг. 3-фрагмент сетки из углеродистой ткани с ворсом, обращенным к поверхности пленки диэлектрика, в зоне нейтрализации; на фиг. 4 - размещение основных узлов.
Устройство для изготовления электретов состоит из заземленной поворотной кассеты 1. выполненной из нержавеющей стали, установленной на ней фиксирующей накладке 2 из сплава Д16Т, имеющей 29 пазов, выполненных по форме и размерам микрофонных колец с наклеенными на них диэлектрическими пленками 3. Над накладкой 2 расположена коронирующая вольфрамовая игла 4 с источником высокого переменного напряжения 2,5 кВ. (ИВН). Игла 4 заключена в металлический кожух 5, нижнее основание которого выполнено в виде сетки 6 из углеродной ткани, соединенной с корпусом кожуха 5. Расстояние между иглой 4 и сеткой 6 из углеродной ткани, а также между микрофонным кольцом с диэлектрическими пленками 3 и сеткой из углеродной ткани 6 равно 2 мм.
Вольфрамовый электрод 7 для поляризации также размещен над накладкой 2 и соединен с источником постоянного напряжения 3,8 кВ. (ИВН). Вольфрамовый электрод 7 для поляризации заключен в металлический кожух 8, нижнее основание которого выполнено в виде сетки 9 из углеродной ткани. Расстояние между электродом 7 и сеткой 9 из углеродной ткани, а также между кольцом с диэлектрической пленкой 3 и сеткой 9 из углеродной ткани равно 2 мм. Кожух 8 с сеткой 9 из углеродной ткани соединены с источником стабилизированного напряжения (ИСН) величиной, равной потенциалу получаемого на диэлектрической пленке микрофонного кольца с сеткой 9 из углеродной ткани.
Обе сетки 6 и 9 выполнены из углеродной ткани с ворсом 10 и закреплены в металлических кожухах соответственно 5 и 8 ворсом 10, обращенным к поверхностям диэлектрических пленок 3.
Устройство работает следующим образом: при подаче высокого напряжения 2,5кВ. на коронирующую иглу 4 во время прохождения микрофонного кольца с диэлектрической пленкой 3 под сеткой 6 из углеродной ткани с ворсом 10 в пространстве, окружающем иглу 4, возникает положительные и отрицательные ионы, которые двигаются к заряженному диэлектрику через углеродную ткань с ворсом 10 сетки 6 и имеющим нулевой потенциал. Тянущее поле между углеродной тканью с ворсом 10 сетки 6 и диэлектрической пленкой 3 микрофонного кольца будет до тех пор, пока существует разность потенциалов между углеродной тканью с ворсом 10 сетки 6 и диэлектрической пленкой микрофонного кольца, когда он становится равным потенциалу углеродной ткани с ворсом 10 сетки 6, движение ионов прекращается и поверхность диэлектрической пленки 3 нейтрализуется. Так как углеродная ткань сетки 6 электропроводна, а нити этой ткани плотно прилегают друг к другу, образуя равномерное электрическое поле по всей поверхности диэлектрической пленки 3. Ворс 10, обращенный к вершинам этой поверхности, интенсивно притягивает заряды (по аналогии с молниеотводом), что способствует интенсификации процесса нейтрализации диэлектрической пленки 3 от зарядов и позволяет увеличить вращение поворотной кассеты 1, а значит производительность.
В положении, когда кольцо с диэлектрической пленкой 3 располагается под поляризующим электродом 7, происходит поляризация диэлектрической пленки 3 в кольце в постоянном коронном разряде. Поляризация происходит до тех пор, пока существует разность потенциалов между диэлектрической пленкой 3 в кольце и углеродной ткани с ворсом 10 сетки 9. Когда потенциал диэлектрической пленки становится равным потенциалу углеродной ткани с ворсом 10 сетки 9, все ионы, образующиеся в поле коронного разряда, осаждаются на углеродную ткань сетки 9, поляризация прекращается. Острые вершины ворса 10 на углеродной ткани сетки 9 интенсивно притягивает ионы, образующиеся в зоне коронного разряда электрода 7 (по аналогии с острием молниеотвода), что увеличивает скорость зарядки диэлектрической пленки 3, позволяет увеличить скорость вращения поворотной кассеты 1 и значит приводит к росту производительности.
Таким образом, выполнение сеток 6 и 9 в металлических кожухах 5 и 8 из углеродной ткани соответственно 6 и 9 с ворсом 10, обращенным к поверхности диэлектрических пленок 3 позволяет увеличить скорости процессов нейтрализации и поляризации диэлектрических пленок 3, что дает возможность увеличить скорость вращения поворотной кассеты 1, а значит и производительность устройства для изготовления электретов в целом.