阅读说明：本技术 粉体静电消除器及其使用方法 (Powder electrostatic eliminator and use method thereof ) 是由 韩玲玲 顾大元 孙可平 于 2018-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种粉体静电消除器及其使用方法,所述粉体静电消除器包括一输送管、一控制栅极、若干离子风嘴、若干放电尖针及一高压电源模块；其中,所述输送管沿径向开设有若干安装孔；所述控制栅极设置于所述输送管的内壁上并包围所述若干安装孔；每个安装孔中安装有一离子风嘴,且所述离子风嘴的空腔与所述输送管的管腔相通；每个离子风嘴的空腔中放置有一放电尖针；所述高压电源模块与任一放电尖针连接。在粉体静电消除器中引入控制栅极,并将控制栅极设置于靠近离子风嘴的位置,使得控制栅极可灵敏地调节离子输出量,以恰当的离子量去中和带电粉体,从而有效控制带电粉体的消电效率。(The invention provides a powder static eliminator and a using method thereof, wherein the powder static eliminator comprises a conveying pipe, a control grid, a plurality of ion air nozzles, a plurality of discharging sharp needles and a high-voltage power supply module; wherein, the conveying pipe is provided with a plurality of mounting holes along the radial direction; the control grid is arranged on the inner wall of the conveying pipe and surrounds the mounting holes; an ion air nozzle is arranged in each mounting hole, and a cavity of the ion air nozzle is communicated with a pipe cavity of the conveying pipe; a discharge sharp needle is arranged in the cavity of each ion air nozzle; the high-voltage power supply module is connected with any discharge sharp needle. The control grid is introduced into the powder static eliminator and is arranged at a position close to the ion tuyere, so that the control grid can sensitively adjust the ion output quantity, and the charged powder is neutralized by proper ion quantity, and the electricity eliminating efficiency of the charged powder is effectively controlled.)

粉体静电消除器及其使用方法

技术领域

本发明涉及静电消除技术领域，特别涉及一种粉体静电消除器及其使用方法。

背景技术

管道输送粉体介质，是广泛使用的工业过程及生产工艺。高电阻率的介质类粉体输送过程中高度起电，引发了很多粉体本身静电放电引起的火灾、***事故。

目前，国内外已有的静电消除器，很少适用于消除粉体的静电消除器。而为数不多的已有粉体静电消除器，同其他所有静电消除器一样，现存最大问题是消电效率无法依靠传统结构设计加以控制。但是，由于粉体种类及输送工艺条件不同，静电起电程度千差万别，传统电极结构(即：高压供电的放电电极，接地电极)无法控制消电效率的难点，成了其进一步推广应用的拦路虎。

针对现有技术中粉体静电消除器存在的不足，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉体静电消除器及其使用方法，以解决使用现有技术中粉体静电消除器的消电效率不可控的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种粉体静电消除器，所述粉体静电消除器包括：一输送管、一控制栅极、若干离子风嘴、若干放电尖针及一高压电源模块；其中，所述输送管沿径向开设有若干安装孔；所述控制栅极设置于所述输送管的内壁上并包围所述若干安装孔；每个安装孔中安装有一离子风嘴，且所述离子风嘴的空腔与所述输送管的管腔相通；每个离子风嘴的空腔中放置有一放电尖针；所述高压电源模块与任一放电尖针连接。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述控制栅极的电压极性与带电粉体的带电极性一致。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述控制栅极的电压值范围为±2kV～±3kV。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述控制栅极为金属箔。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述若干安装孔沿所述输送管的周向等间隔分布。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述高压电源模块包括：单刀双掷开关、DC型高压电源及AC型高压电源，所述单刀双掷开关的动端选择性连接DC型高压电源或AC型高压电源，所述单刀双掷开关的不动端与一放电尖针连接。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述DC型高压电源为输出为±5kV的直流高压电源；所述DC型高压电源为输出为50Hz、7kV的交流高压电源。

可选的，在所述的粉体静电消除器中，所述输送管的管径小于粉体料仓进料管的直径；每个放电尖针的针长范围为10mm～50mm；针直径范围为1.0mm～1.1mm；针尖锥度范围为0°～60°。

本发明还提供一种粉体静电消除器的使用方法，所述粉体静电消除器的使用方法包括如下步骤：

将输送管通过法兰与粉体料仓的进料管连接，测量粉体料仓中带电粉体的带电极性，并设置高压电源模块的输出电压；

将控制栅极的电压极性设置为与带电粉体的带电极性一致；

将具有预定压力的压缩空气加至每个离子风嘴，以使离子风嘴中形成离子风吹向带电粉体。

可选的，在所述的粉体静电消除器的使用方法中，所述预定压力范围为250kPa～300kPa。

在本发明所提供的粉体静电消除器及其使用方法中，所述粉体静电消除器包括一输送管、一控制栅极、若干离子风嘴、若干放电尖针及一高压电源模块；其中，所述输送管沿径向开设有若干安装孔；所述控制栅极设置于所述输送管的内壁上并包围所述若干安装孔；每个安装孔中安装有一离子风嘴，且所述离子风嘴的空腔与所述输送管的管腔相通；每个离子风嘴的空腔中放置有一放电尖针；所述高压电源模块与任一放电尖针连接。在粉体静电消除器中引入控制栅极，并将控制栅极设置于靠近离子风嘴的位置，使得控制栅极可灵敏地调节离子输出量，以恰当的离子量去中和带电粉体，从而有效控制带电粉体的消电效率。

另一方面，将控制栅极的极性设置为与带电粉体的带电极性一致，同性相斥，大大降低了粉体的粘壁率，有效防止了粉体料仓内由此孽生的传播型刷形放电现象，提高静电安全。

附图说明

图1是本发明一实施例中粉体静电消除器的主体结构示意图；

图2是本发明一实施例中部分粉体静电消除器的剖面示意图；

图3是本发明一实施例中粉体静电消除器的使用方法的流程图；

图4是以DC型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行离子电流测试的测试结果图；

图5是以AC型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行离子电流测试的测试结果图。

图1及图2中：

1-输送管；10-安装孔；2-控制栅极；3-离子风嘴；4-放电尖针；5-高压电源模块；6-棒形金属测试电极；Vg-栅极控制电压端子；Vd-DC型高压电源的高压输出端。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的粉体静电消除器及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

请参考图1，其为本发明的粉体静电消除器的结构示意图。如图1所示，所述粉体静电消除器包括：一输送管1、一控制栅极2、若干离子风嘴3、若干放电尖针4及一高压电源模块5；其中，所述输送管1沿径向开设有若干安装孔10；所述控制栅极2设置于所述输送管1的内壁上并包围所述若干安装孔10；每个安装孔10中安装有一离子风嘴3，且所述离子风嘴3的空腔与所述输送管1的管腔相通；每个离子风嘴3的空腔中放置有一放电尖针4；所述高压电源模块5与任一放电尖针4连接。

较佳的，请参考图1及图2，图2为本发明一实施例中部分粉体静电消除器的剖面示意图。如图1及图2所示，所述若干安装孔10沿所述输送管1的周向等间隔分布，离子风嘴3的数量、放电尖针4的数量与安装孔10的数量一致。本实施例中，安装孔10数量为8个，相应的离子风嘴3的数量和放电尖针4的数量均为8个。本发明中安装孔10的数量可以根据输送管1的直径大小，数量可进行增减。

进一步地，所述控制栅极的电压极性与带电粉体的带电极性一致；所述控制栅极的电压值范围为±2kV～±3kV。所述控制栅极可以为金属箔，粘贴于输送管内壁的同时环绕所述若干安装孔。优选的，控制栅极为长方形金属箔，以4寸输送管为例，长方形金属箔卷曲构成圆柱体，圆柱体的长度为80mm、直径为26mm。

本发明中控制栅极的工作原理：

将控制栅极设置于靠近离子风嘴的位置，使得控制栅极可以灵敏地调节离子输出量，以恰当的离子量去中和带电粉体，有效提高消电效率。

将控制栅极的电压极性设置为与带电粉体的带电极性一致，故两者相互排斥，从而大大降低粉体的粘壁率，有效的防止了料仓内可能由此孽生的传播型刷形放电的安全隐患。

本实施例中，请继续参考图1，为了满足不同消电场所的消电需求，将所述高压电源模块5设计为具体包括：单刀双掷开关、DC型高压电源及AC型高压电源，所述单刀双掷开关的动端选择性连接DC型高压电源(具体为DC型高压电源的高压输出端Vd)或AC型高压电源。换言之，根据消电场所的消电需求调整单刀双掷开关的动端选择性连接合适的高压电源类型。其中，所述单刀双掷开关的不动端与一放电尖针连接；所述单刀双掷开关的不动端通过高压电阻与放电尖针连接，所述高压电阻的阻值为100MΩ。优选的，所述DC型高压电源为输出为±5kV的直流高压电源；所述DC型高压电源为输出为50Hz、7kV的交流高压电源。

为了便于输送管与粉体料仓进料管较好的对接，选取所述输送管的管径小于粉体料仓进料管的直径，优选的，所述输送管为PVC管；所述输送管的管径等于粉体料仓进料管的半径。

较佳的，放电尖针由钨合金制成；每个放电尖针的针长范围为10mm～50mm；针直径范围为1.0mm～1.1mm；针尖锥度范围为0°～60°。优选的，本实施例中选用的放点尖针的针长为30mm，针直径为1.1mm，针尖锥度为45°。

为了较好的管理控制栅极的电压，所述控制栅极与栅极控制电压端子Vg连接。控制栅极的电压极性是双极性的，即可正可负，具体由带电粉体的带电极性决定栅极电压极性。为便于调节，栅极控制电压端子Vg通过一单刀双掷开关连接于控制栅极正压或控制栅极负压。当粉体静电消除器不工作时，控制栅极通过控制栅极电压端子Vg与大地相连接，以保证静电安全。

相应的，本实施例还提供了一种粉体静电消除器的使用方法。下面参考图1及图2详细说明本实施例所述粉体静电消除器的使用方法，如图3所示，所述粉体静电消除器的使用方法包括如下步骤：

首先，执行步骤S1，将输送管通过法兰与粉体料仓的进料管连接，测量粉体料仓中带电粉体的带电极性，并设置高压电源模块的输出电压；

接着，执行步骤S2，将控制栅极的电压极性设置为与带电粉体的带电极性一致；

接着，执行步骤S3，将具有预定压力的压缩空气加至每个离子风嘴，以使离子风嘴中形成离子风吹向带电粉体。其中，所述预定压力范围为250kPa～300kPa。

具体的，使用风机或生产装置的仪表风向离子风嘴中吹压缩空气。

为了验证本发明的粉体静电消除器的可靠性，下面以消电性能测试进行详细阐述。

具体请参考图1，由于离子电流可以直接反映粉体静电消除器工作时的消电效率高低，因此，在消电性能测试在输入管道中心引入一棒形金属测试电极6，用于检测离子风嘴与该棒形金属测试电极6之间的离子电流大小。

下面分别以DC(直流)型高压电源及AC(交流)型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行试验，并用正负两种栅极电压进行离子电流测试。试验结果如图4、图5所示，图4是以DC型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行离子电流测试的测试结果图。图5是以AC型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行离子电流测试的测试结果图。

试验相关参数为：输送管上安装孔数量为8个，输送管的直径为100mm、长度为150mm；高压电源(分DC型高压电源、AC型高压电源两种)供电电压为5kV及7kV，向离子风嘴的放电尖针供电；加至每个离子风嘴的压缩空气的压力为250kPa～300kPa，产生的离子风吹向带电粉体或棒形金属测试电极，所述棒形金属测试电极的直径为10mm、长度为80mm；圆柱形控制栅极长度80mm、直径26mm；控制栅极的电压为±0kV～±3kV可调。

1.采用DC型高压电源的粉体静电消除器

DC型高压电源的供电电压为5kV时，在不同的栅压值(即控制栅极的电压，后续简称为栅极电压)条件下，得到实验数据如表4-1所示。

表4-1：DC型高压电源的供电电压为5kV时，不同栅极电压下的离子电流数据

栅极电压(kV)	-3	-2	-1	0	1	2
							离子电流(μA)	6.81	6.26	5.03	2.87	1.00	0

DC型高压电源的供电电压为7kV时，在不同的栅压值(即控制栅极的电压，后续简称为栅极电压)条件下，得到实验数据如表4-2所示。

表4-2：DC型高压电源的供电电压为7kV时，不同栅极电压下的离子电流数据

栅极电压(kV)	-3	-2	-1	0	1	2
							离子电流(μA)	6.76	6.17	4.90	2.21	0.99	0

由表4-1和表4-2的离子电流数据可以获得以DC型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行离子电流测试的测试结果图，具体如图4所示，图4中横坐标为栅极电压值；竖坐标为离子电流值，离子电流值可以直接反映该粉体静电消除器的消电效率。

基于图4、表4-1和表4-2显示：增加控制栅极与未加控制栅极相比，消电效率分别增加了2.37倍(直流5kV型管道粉体静电消除器)和3.06倍(直流7kV型管道粉体静电消除器)。

2.采用AC型高压电源的粉体静电消除器

AC型高压电源的供电电压为5kV时，在不同的栅压值(即控制栅极的电压，后续简称为栅极电压)条件下，得到实验数据如表4-3所示。

表4-3：AC型高压电源的供电电压为5kV时，不同栅极电压下的离子电流数据

栅极电压(kV)	-3	-2	-1	0	1	2
							离子电流(μA)	3.00	2.82	2.39	1.18	0.45	0.18

AC型高压电源的供电电压为7kV时，在不同的栅压值(即控制栅极的电压，后续简称为栅极电压)条件下，得到实验数据如表4-4所示。

表4-4：AC型高压电源的供电电压为7kV时，不同栅极电压下的离子电流数据

栅极电压(kV)	-3	-2	-1	0	1	2
							离子电流(μA)	2.80	2.56	2.30	1.07	0.37	0.18

由表4-3和表4-4的离子电流数据可以获得以AC型高压电源作为粉体静电消除器的高压电源进行离子电流测试的测试结果图，具体如图5所示，图5中横坐标为栅极电压值；竖坐标为离子电流值，离子电流值可以直接反映该粉体静电消除器的消电效率。

图5、表4-3、表4-4显示：增加控制栅极与未加控制栅极相比，消电效率分别增加了2.54倍(交流5kV型管道粉体静电消除器)和2.62倍(交流7kV型管道粉体静电消除器)。

上述试验结果表明：

(1)栅极电压的极性与高低(数值)对离子电流有重大影响(无论电极电源是DC型还是AC型)。

(2)采用DC型高压电源的粉体静电消除器的最大离子电流要比采用AC型高压电源的粉体静电消除器的大，几乎翻倍。

(3)对于采用DC型高压电源的粉体静电消除器而言，当栅极电压的极性与带电粉体极性相同时(本实验粉体带负电)，离子电流很大；远远高于栅极电压的极性与粉体电荷极性相反的离子电流。

(4)对于采用AC型高压电源的粉体静电消除器而言，需要一个大于－2kV的栅极电压才能有效地增加消电能力。最新试验结果表明，－2kV～－3kV的栅极电压就能足够有效地防止粉体料仓内发生危险性的静电放电。故栅极电压的电压值±2kV～±3kV可选。本实施例中栅极电压优选为±3kV。

综上结果证明：本发明的粉体静电消除器引入控制栅极可以有效提高带电粉体的消电效率，并可有效控制带电粉体的消电效率。

对于实施例公开的方法而言，由于与实施例公开的结构相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见结构部分说明即可。

综上，在本发明所提供的粉体静电消除器及其使用方法中，所述粉体静电消除器包括一输送管、一控制栅极、若干离子风嘴、若干放电尖针及一高压电源模块；其中，所述输送管沿径向开设有若干安装孔；所述控制栅极设置于所述输送管的内壁上并包围所述若干安装孔；每个安装孔中安装有一离子风嘴，且所述离子风嘴的空腔与所述输送管的管腔相通；每个离子风嘴的空腔中放置有一放电尖针；所述高压电源模块与任一放电尖针连接。在粉体静电消除器中引入控制栅极，并将控制栅极设置于靠近离子风嘴的位置，使得控制栅极可灵敏地调节离子输出量，以恰当的离子量去中和带电粉体，从而有效控制带电粉体的消电效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。