主动流体静电消除系统
阅读说明：本技术 主动流体静电消除系统 (Active fluid static elimination system ) 是由 陈炳旭 鲁建国 张绍赐 于 2020-06-24 设计创作，主要内容包括：一种主动流体静电消除系统,安装于流体输送管路,其包含有电磁阀、静电测量装置、流体去静电装置以及控制器。电磁阀连接于流体输送管路的接口,静电测量装置则用来测量流体输送管路中流体的静电值。流体去静电装置连接于电磁阀,而控制器连接于静电测量装置以及电磁阀,当控制器判断静电测量装置所测量的流体的静电值大于预定值时,开启电磁阀,以使流体通过流体去静电装置,以消除流体的静电荷。(An active fluid static elimination system is arranged on a fluid conveying pipeline and comprises an electromagnetic valve, a static measurement device, a fluid static elimination device and a controller. The electromagnetic valve is connected with the interface of the fluid conveying pipeline, and the static electricity measuring device is used for measuring the static electricity value of the fluid in the fluid conveying pipeline. When the controller judges that the static value of the fluid measured by the static measuring device is greater than a preset value, the electromagnetic valve is opened so that the fluid passes through the fluid static removing device to eliminate the static charge of the fluid.)
技术领域
本发明是有关于一种流体静电消除系统。特别是有关于一种主动流体静电消除系统。
背景技术
静电为大自然中的一种自然现象，而当带静电物体接触与其有电位差的物体时，则会发生电荷转移，以致于产生火花放电的现象。
由于两种不同的物质相互摩擦、接触、分离起电，就可能产生静电，严重者可能引燃周围易燃性环境，发生火灾或爆炸事故。因此静电问题及所造成的危害越来越引起人们的关注。在化学、石油、涂料、塑胶、印刷和电子等行业，容易有潜在静电危害的问题导致意外事故发生，从而造成人员伤亡及财产损失。
在工业生产过程中静电可能伴随各种不同作业而产生，例如撕裂、剥离、拉仲、撞击物质，粉碎、筛分、滚压、搅拌、输送、喷涂和过滤物料，还有气、液体的流动、溅泼、喷射等各种操作，若静电蓄积至危险程度，则会发生静电放电。而静电能够引起各种危害的根本原因，在于静电放电火花具有点燃的能量，因此当静电放电所产生的火花能量大于爆炸性混合物所需的最小点火能量(Minimum Ignition Energy；MIE)就可能成为引起火灾或爆炸的点火源。
根据劳工安全卫生研究所的研究报告资料库统计显示，以石化业所发生的火灾或爆炸危害为最高，其次为化学材料业及化学制品等制造业，主要原因为石化业与化学工业多半为易燃性的液体、气体等物质，因此在静电危害事故行业别中，这三类的比例为较高的发生比例。
察例一：2007年10月29日下午13时左右，位于美国爱荷华州某化学品储运场所发生火灾和一连串的爆炸，该生产区正在进行乙酸乙酯(Ethyl acetate)注入300加仑桶槽分装的作业，操作员利用合成橡胶软管输送溶剂至料桶顶部闭口，不久听到爆炸声响，大火延烧至一座仓库，并引燃所存放的其他易燃和可燃性液体，造成1名员工轻伤、及1名消防人员灼伤。
案例二：2008年11月11日下午14时左右，位于中国台湾桃园县某生产防水涂料公司发生火灾爆炸意外，事故发生当时，厂内正在进行溶剂型涂料生产制程，以有机溶剂甲苯(Toluene)及油漆溶剂混合涂料原料进行混合搅拌的作业，在将底部甲苯桶槽以空气加压输送甲苯溶剂注入至搅拌槽体上方的进料口内时，突然发生火灾爆炸意外，两名现场作业员其中1名重伤不治死亡、另1名严重灼伤。
根据国内外的案例均可知道，液体输送时，若不能克服静电的问题，可造成十分严重的后果。因此，如何能够安全与可靠的输送化学溶剂等液体，将能有效地降低意外灾害的产生，有助于提升整体生产的安全性。
发明内容
发明内容旨在提供本揭示内容的简化摘要，以使阅读者对本揭示内容具备基本的理解。此发明内容并非本揭示内容的完整概述，且其用意并非在指出本发明实施例的重要/关键元件或界定本发明的范围。
本发明内容之一目的是在提供一种主动流体静电消除系统，可以有效地减少化学品管路中的静电。
为达上述目的，本发明内容之一技术态样是关于一种主动流体静电消除系统，安装于流体输送管路的接口。主动流体静电消除系统包含有电磁阀、静电测量装置、流体去静电装置以及控制器。电磁阀连接于流体输送管路的接口，静电测量装置则用来测量流体输送管路中流体的静电值。流体去静电装置连接于电磁阀，而控制器连接于静电测量装置以及电磁阀，当控制器判断静电测量装置所测量的流体的静电值大于预定值时，开启电磁阀，以使流体通过流体去静电装置，以消除流体的静电荷。
在一些实施例中，静电测量装置更包含有静电感应器，固定于流体输送管路，以测量流体输送管路中的流体的静电值。
在一些实施例中，前述的电磁阀是第一电磁阀，而在第一电磁阀与接口之间，更可以包含有去离子水电磁阀，且去离子水电磁阀亦电性连接控制器。
在一些实施例中，控制器可开启去离子水电磁阀，以利用去离子水冲洗第一电磁阀以及流体去静电装置。
在一些实施例中，主动流体静电消除系统更包含有加压泵，安装于流体输送管路之中，以提供输送流体所需的压力。
在一些实施例中，流体去静电装置包含有阀体、单向逆止阀、排放槽以及静电导出器。单向逆止阀安装于阀体之中，排放槽亦设置于阀体之中，排放槽连接于单向逆止阀，且排放槽包含侧壁。静电导出器安装于排放槽的侧壁，以将流体中的静电荷导出，并利用排放槽，将流体排出阀体。
在一些实施例中，单向逆止阀包含活塞以及弹簧，活塞是全氟烷氧基烷烃聚合物(perfluoroalkoxy alkanes；PFA)活塞，且阀体是PFA阀体。
在一些实施例中，弹簧是PFA弹簧，或弹簧是金属弹簧且具有PFA包覆层。
在一些实施例中，静电导出器包含静电导出针，连接于接地端。
在一些实施例中，静电导出针包含惰性金属静电导出针。
因此，主动流体静电消除系统可以根据需求设置于流体输送管路之中，并根据静电测量装置所测量而得的流体静电值开启或关闭电磁阀，以使输送管中累积的静电荷被排出管路之中。此外，借由具有PFA材质的活塞、弹簧与阀体，减少流体的金属污染，而部分接触到金属静电导出器的流体则可以经由排出口直接排出，更能借由去离子水清洗电磁阀与流体去静电装置，有效地避免造成制程流体的污染，进而提升产线的生产品质，更能提高流体传送的安全性，大幅增加生产制程的安全性与制程良率。
附图说明
为让本揭露的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1是依照本发明一实施例所绘示的一种流体去静电装置安装于流体输送管路的示意图。
图2是模拟流体传输时，管路中静电荷累积的示意图。
图3是模拟流体传输时，经流体去静电装置导出静电以及排出部分流体的示意图。
图4是依照本发明一实施态样所绘示的一种主动流体静电消除方法的示意图。
图5是依照本发明一实施例所绘示的一种主动流体静电消除系统的示意图。
图6是依照本发明另一实施例所绘示的一种主动流体静电消除系统的示意图。
【主要元件符号说明】
100:流体去静电装置 180:静电导出器
190:接地端 200:流体输送管路
220:流体 230:接口
500:主动流体静电消除系统 510:电磁阀
530:静电测量装置 532:静电感应器
540:控制器
具体实施方式
下文是举实施例配合所附图式进行详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本揭露所涵盖的范围，而结构运作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本揭露所涵盖的范围。另外，图式仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件或相似元件将以相同的符号标示来说明。
另外，在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本揭露的描述上额外的引导。
在实施方式与申请专利范围中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则『一』与『该』可泛指单一个或多个。而步骤中所使用的编号仅是用来标示步骤以便于说明，而非用来限制前后顺序及实施方式。
其次，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
参阅图1至图6，图1是绘示流体去静电装置安装于流体输送管路的示意图，而图2是绘示管路中静电荷累积的示意图，图3则是绘示经流体去静电装置导出静电以及排出部分流体的示意图。图4是一种主动流体静电消除方法的示意图。图5则是一种主动流体静电消除系统的示意图。而图6 则是另一种主动流体静电消除系统的示意图。
首先参阅图4及图5，如图5中所示，主动流体静电消除系统500，安装于流体输送管路200之中，主动流体静电消除系统500包含有电磁阀510、静电测量装置530、流体去静电装置100以及控制器540。流体输送管路200 是用来输送流体220，且流体输送管路200具有接口230。电磁阀510连接于流体输送管路200的接口230，而静电测量装置530则测量流体输送管路 200中流体220的静电值。在一些实施例中，静电测量装置530可以侦测0.2KV至20KV之间的静电值。而流体去静电装置100则连接于电磁阀510。
此外，控制器540连接于静电测量装置530以及电磁阀510，当控制器 540判断静电测量装置530所测量的流体220的静电值大于预定值时，控制器540开启电磁阀510，以使流体220通过流体去静电装置100，以消除流体220的静电荷。在一些实施例中，所述的静电值大于预定值可以是静电值大于2KV，例如是静电值大于1KV时，控制器540开启电磁阀510。
在一些实施例中，所述的流体是化学液体、有机溶剂或带有固体粒子的浆液(Slurry)等厂房中常用的流体。
在一些实施例中，静电测量装置530包含有静电感应器532，可固定于流体输送管路200之上，以测量流体输送管路200中的流体220的静电值。
同时参阅图4，以利用主动流体静电消除系统500进行主动流体静电消除方法400的说明。首先，主动流体静电消除方法400包含有，步骤410，静电测量装置530测量流体输送管路200中的静电值，步骤420，控制器 540判断测量的静电值是否大于预定值，例如是大于1KV或2KV。步骤430，当控制器540判断测量的静电值大于预定值时，控制器540开启第一电磁阀510，以使流体220由流体去静电装置100排出，以消除静电。接着，步骤440，持续利用静电测量装置530测量流体输送管路200中流体220的静电值。步骤450，控制器540判断测量的静电值是否小于预定值。接着进入步骤460，当控制器540判断测量的流体220的静电值小于预定值后，控制器540关闭第一电磁阀510，以继续提供制程所需的流体。
其中，步骤455则需搭配图6的主动流体静电消除系统600进行说明。参阅图6，如图中所示，主动流体静电消除系统600安装于流体输送管路 650之中，其可以根据需求在流体输送管路650之中安装至少一组主动流体静电消除系统600，然本发明并不限定于此，其亦可以根据需求安装两组以上的主动流体静电消除系统600。
如图中所示，流体输送管路650设置有第一使用端管路610以及第二使用端管路640，并同时配置有两组主动流体静电消除系统600，以消除流体输送管路650中的流体670的静电荷。
每一主动流体静电消除系统600包含有电磁阀620、电磁阀630、静电测量装置530、流体去静电装置100以及控制器540。流体输送管路650是用来输送流体670，并利用第一使用端管路610以及第二使用端管路640输送至制程中的设备。电磁阀630连接于流体输送管路650的接口，而静电测量装置530则测量流体输送管路650中流体670的静电值。在一些实施例中，静电测量装置530可以侦测0.2KV至20KV之间的静电值。流体去静电装置100则连接于电磁阀620，电磁阀620则设置于电磁阀630以及流体去静电装置100之间。
此外，控制器540连接于静电测量装置530以及电磁阀620，当控制器 540判断静电测量装置530所测量的流体670的静电值大于预定值时，控制器540开启电磁阀620，以使流体670通过流体去静电装置100，以消除流体670的静电荷。在一些实施例中，所述的静电值大于预定值可以是静电值大于2KV，例如是静电值大于1KV时，控制器540开启电磁阀620。
在一些实施例中，静电测量装置530包含有静电感应器532，可固定于流体输送管路650之上，以测量流体输送管路650中的流体670的静电值。
在一些实施中，电磁阀620是第一电磁阀，而电磁阀630则是第二电磁阀，例如是去离子水电磁阀，较佳地是多通道阀，例如是三通阀。而电磁阀620与电磁阀630均电性连接控制器540。
同时参阅图4的步骤455，控制器540控制第二电磁阀630，关闭流至流体去静电装置100的流体阀门，并开启第二电磁阀630的去离子水阀门，以利用去离子水(Deionizedwater；DIW)冲洗第一电磁阀620以及流体去静电装置100，然后，在经过一段时间之后，控制器540关闭第二电磁阀 630的去离子水阀门。
因此，借由控制第二电磁阀630可以有效地利用去离子水清洁第一电磁阀620以及流体去静电装置100，以提升管线的洁净度，以避免污染后续的制程流体。
在一些实施例中，第一电磁阀620以及第二电磁阀630可以同时开启，以使流体670流入流体去静电装置100，亦可以分别独立开启以使流体670 流入流体去静电装置100，其均不脱离本发明的精神与范围。
在一些实施例中，主动流体静电消除系统600更包含有加压泵660，安装于流体输送管路650，以提供输送流体670所需的压力。
参阅图1至图3，流体去静电装置100包含有阀体110单向逆止阀130、排放槽160以及静电导出器180。
单向逆止阀130安装于阀体110之中，排放槽160设置于阀体110之中，且排放槽160连接于单向逆止阀130的下游。静电导出器180则安装于排放槽160的侧壁162之上，以用来将流体220中的静电荷240导出，并可利用排放槽160，将排放流体250排出阀体110。其中，由于排放流体 250接触过金属，为了避免污染制程，故将接触过静电导出器180的金属导针的流体，排放出流体去静电装置100，以避免污染后续制程。
在一些实施例中，阀体110包含有接合部120，用以连接流体输送管路 200的输送管210的接口230，然本发明并不限定于此，接合部120亦可以连接于流体输送管路200的任何其他元件，例如是连接于电磁阀或旁通管路中，以进行静电的导出以及流体的排放，其均不脱离本发明的精神与范围。
此外，阀体110更包含有排出口170，连接于排放槽160，以将流体220 排出阀体110。一般而言，排出口170是用来连接外部排放管300，以将排放流体250传送至流体回收槽等装置中。
在一些实施例中，静电导出器180包含有静电导出针，电性连接于接地端190，以将静电荷由流体220中导引至接地端190，以中和静电荷，避免静电荷累积于输送管210之中。
在一些实施例中，输送管210是由全氟烷氧基烷烃聚合物 (perfluoroalkoxyalkanes；PFA)所制作的流体输送管。
在一些实施例中，单向逆止阀130包含有活塞140以及弹簧150，当流体的压力大于预定值时，例如是大于10Kpa时，活塞140压缩弹簧150，以使流体流至排放槽160，进而接触到垂直于排放槽160的侧壁162设置的静电导出器180，以将静电导出至接地端190。
此外，由于静电导出器180以针状垂直设置于排放槽160的侧壁162，因此，静电导出器180垂直排放流体250的流动方向，更能避免流体回溅等情况的发生，避免接触过金属的静电导出器180的流体回流至输送管210 中，有助于提升后续生产制程的品质与稳定性。
在一些实施例中，静电导出针包含由惰性金属(Noble metal)所制造的惰性金属静电导出针，以利用惰性金属的极强的抗氧化和腐蚀能力，其可以是由钌、铑、钯、银、锇、铱、铂及/或金等金属所制作。
在一些实施例中，活塞140是全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)活塞，且阀体110亦是PFA阀体。
在一些实施例中，弹簧150可以是PFA弹簧，或者是金属弹簧且具有 PFA包覆层，以提供合适的弹力。
综上所述，主动流体静电消除系统可以根据需求设置于流体输送管路之中，并根据静电测量装置所测量而得的流体静电值开启或关闭电磁阀，以使输送管中累积的静电荷排出管路之中。此外，借由具有PFA材质的活塞、弹簧与阀体，减少流体的金属污染，而部分接触到金属静电导出器的流体则可以经由排出口直接排出，更能借由去离子水清洗电磁阀与流体去静电装置，有效地避免造成制程流体的污染，进而提升产线的生产品质，更能提高流体传送的安全性，大幅增加生产制程的安全性与制程良率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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