DE1101370B - Einrichtung zur elektrischen Beladung von in einem Luftstrom suspendierten Partikeln mittels radioaktiver Praeparate - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrischen Beladung von m einem Luftstrom befindlichen Schwebestoffen mit Ionen eines Vorzeichens unter Verwendung eines oder mehrerer radioaktiver Präparate und eines elektrischen Feldes zur Schaffung optimaler Beladungsverhältnisse.

Eine solche Einrichtung besitzt mindestens ein auf elektrisch leitender Unterlage angeordnetes radioaktives Präparat, dessen Strahlen emittierende Schicht dem Luftstrom abgewandt ist, wobei zwisehen der mittels einer Gleichstromquelle unter Spannung gesetzten leitfähigen Unterlage des Präparates und mindestens einer außerhalb der Reichweite der ionisierenden Strahlen und des wirksamen Strahlenkegels angeordneten Gegenelektrode eine Potentialdifferenz hergestellt wird.

Es hat sich gezeigt, daß das mittels der leitfähigen Präparatunterlage und der Gegenelektrode errichtete elektrische Feld auf bereits beladene Partikeln im Luftstrom eine gewisse abscheidende Wirkung ausübt; d. h., Partikeln, welche mit der zur Polarität der leitfähigen Präparatunterlage entgegengesetzten Polarität aufgeladen sind, können auf dem Präparat abgeschieden werden. Sowohl bei flüssigen als auch bei festen Partikeln, z. B. Wasser oder Staub, kann ein solcher Niederschlag auf dem Präparat, das zweckmäßig ein α- oder ^-Strahler ist, durch Absorption zur Herabsetzung der Präparatstrahlung und demzufolge zur erheblichen Verminderung der Gesamtzahl der erzeugten Ionen führen.

Es ist bei Elektrofiltern mit innerhalb des Abscheideraumes erfolgender negativer Partikelaufladung mittels Kathodenstrahlen bekannt, dem Strahlaustrittsfenster der Kathodenstrahlröhre ein an Spannung gelegtes Schutzgitter vorzuordnen, um gegebenenfalls positiv geladene Partikeln am Niederschlagen auf dem Fenster zu hindern. Dieses Drahtnetz überdeckt die Strahlungsfläche völlig und reicht auch über diese hinaus. Dabei ist als Ionisator eine senkrecht zum Gasstrom in die Rohrwand mündende Kathodenstrahlröhre vorgesehen, und es ist dem Ionisator ein Abscheidefeld quer zum Gasstrom, errichtet zwischen einer dem Ionisator benachbarten Wandelektrode und der gegenüberliegenden Rohrwand, vorgesehen.

Weiterhin ist eine derartige Einrichtung bekannt, wobei eine Mehrzahl von am Innenumfang eines Rohres schräg einwärts und stromabwärts strahlende radioaktive Präparate vorgesehen sind. Dabei ist dem Ionisator ein axiales Ionentrennungsfeld, errichtet zwischen zwei Netzelektroden, nachgeordnet.

Bei beiden bekannten Einrichtungen ist ein Feld mit zueinander parallelen Feldlinien vorgesehen, und bei beiden Einrichtungen sind alle dem Strahler unmittel-Einrichtung zur elektrischen Beladung

von in einem Luftstrom suspendierten

Partikeln mittels radioaktiver Präparate

Anmelder:
G. A. Messen-Jaschin, Samen (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. Dr. jur, F. Lehmann, Patentanwalt, München 5, Papa-Schmid-Str. 1

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 27. Januar 1956

Karl Oswald, Samen (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

bar nachgeordneten Elektroden als Netze ausgebildet. Auch wird bei beiden Ausführungen stets von der Wand ionisiert.

Die Erfindung weicht von der bekannten Bauart mit sich parallel gegenüberliegenden großflächigen Elektroden ab. Die Erfindung kennzeichnet sich darin, daß unmittelbar stromabwärts des Präparates in an sich bekannter Weise eine gegenüber der leitfähigen Präparatunterlage unter Vorspannung stehende Schutzelektrode angeordnet ist, die ein den Strahlenkegel des Präparates umschließender Ring ist. Das Feld weist damit gegenüber bekannten Einrichtungen Kugelcharakteristik auf. Ein solches Feld ist allein geeignet, eine wirksame Unterdrückung der unerwünschten Ionen zu bewirken. Die Praxis hat gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Anordnung einer solchen Schutzelektrode die Bildung von Niederschlägen auf dem Präparat einwandfrei vermieden werden kann. Die ionisierenden Strahlen werden durch die den Strahlenkegel umschließende ringförmige Schutzelektrode in keiner Weise geschwächt, während die elektrischen Feldverhältnisse sich nur geringfügig, in keiner Weise aber nachteilig, ändern.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im axialen Längsschnitt dargestellt.

Die Einrichtung besitzt ein zylindrisches Gehäuse, das' durch ein erstes metallisches Rohrstück 1 und ein bündig daran anschließendes zweites Rohrstück 2 aus Isoliermaterial gebildet ist. Beim Betrieb der Ein-

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richtung ist das Gehäuse 1, 2 in Richtung der Pfeile vom Luftstrom durchströmt. An das Rohrstück 2 aus Isoliermaterial schließt sich das Elektrodensystem eines elektrostatischen. Abscheiders an, das durch zylindrische, koaxial ineinander angeordnete Metallrohre 3, 4 gebildet ist.

Innerhalb des Metallrohrstückes 1 und koaxial zu diesem ist eine Ionisatorpatrone angeordnet. Diese Patrone besitzt eine metallische Trägerplatte 5, auf deren stromabwärts gerichteter Fläche ein α- oder /J-Strahler 6, z. B. eine Radiumfolie angeordnet ist. Der stromabwärts durch die Braggsche Zone begrenzte Strahlenkegel des Präparates 6 ist mit α bezeichnet. Die das Präparat tragende leitfähige Trägerplatte 5 ist von einer in Richtung stromabwärts offenen Verkleidung 7 aus Isoliermaterial umgeben. Durch den zwischen dem Rohrstück 1 und der Ionisatorpatrone 5 bis 7 verbleibenden Strömungsquerschnitt ragt eine stromaufwärts des Präparates 6 angeordnete Siebelektrode 8. Den stromabwärts liegenden Abschluß des Isolierrohrstückes 2 bildet eine durchbrochene Gegenelektrode 9, die gleichzeitig die leitende Verbindung der Elektroden 3 des Abscheiders darstellt. Unmittelbar stromabwärts des Präparates 6 ist ferner eine koaxial zur Rohrachse angeordnete Schutzelektrode 10 vorgesehen, deren Abmessungen so gewählt sind, daß sie den Strahlenkegel a des Präparates 6 als Ring umschließt.

Beim gezeichneten Beispiel ist die eine Gegenelektrode 9 geerdet, während an die andere Gegenelektrode mittels einer nicht.dargestellten Gleichstromquelle ein von Null verschiedenes Potential angelegt ist. Andererseits ist mittels der Gleichstromquelle sowohl an den leitfähigen Präparatträger 5 als auch an die Schutzelektrode 10 ein Potential angelegt, und zwar derart, daß einerseits beide Elemente 5 und 10 ein höheres Potential besitzen als die Gegenelektrode 8 und andererseits auch das Potential der Schutzelektrode 10 höher ist als jenes des Präparatträgers 5. So kann bei einem praktischen Ausführungsbeispiel das Potential der Gegenelektrode 8 800 V, das Potential des Präparatträgers 5 2200 V und das der Schutzelektrode 10 2500 V betragen.

Wie die Praxis zeigt, ergeben die beschriebene Anordnung der Elektrode und das durch sie geschaffene, dem radioaktiv bestrahlten Raum überlagerte Feld die Entstehung eines großen Überschusses von Ionen des Vorzeichens des leitfähigen Präparatträgers 5, und zwar vor allem in jenen stromabwärts liegenden Raumteilen, die für die schließliche Beladung der suspendierten Partikeln ausschlaggebend sind. Die gegenüber dem leitfähigen Präparatträger 5 eine gewisse Vorspannung aufweisende Schutzelektrode 10 bewirkt, daß mit der zur Polarität der Elektroden entgegengesetzten Polarität beladene Partikeln, die sich in unmittelbarer Nähe der Ionisatorpatrone befinden, nicht auf dem Strahlen emittierenden Präparat, sondern an dieser Schutzelektrode niederschlagen. Eine solche Abscheidung wird durch das in der Nähe der Ionisatorpatrone stark inhomogene Feld bekanntlich begünstigt. Der Einfluß eines Niederschlages auf der Schutzelektrode.auf den weiteren Beladungsvorgang kann vernachlässigt werden. Er zeitigt jedenfalls nie jene Nachteile, die ein auch nur hauchdünner Niederschlag auf die emittierende Schicht des Präparates mit sieh bringt. Durch Ausbildung der Schutzelektrode 10 als ein den Strahlenkegel α umschließender Ring wird zudem eine Störung bzw. Schwächung der Strahlenemission vermieden, wie dies zwangläufig der Fall wäre, wenn diese Elektrode z. B. durch ein unmittelbar vor dem Präparat angeordnetes Netz gebildet würde.

Wo zufolge größerer Gehäuseabmessungen der Strömungsquerschnitt durch mehrere nebeneinander angeordnete Präparate bestrahlt werden muß, wird zweckmäßig jedem Präparat eine separate Schutzelektrode zugeordnet. Wenn das Präparat nicht kreisförmige oder quadratische, sondern z. B. Streifenform aufweist, kann die Schutzelektrode 10 anstatt einen kreisringförmigen Querschnitt auch einen ovalen oder länglichen Querschnitt aufweisen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur elektrischen Beladung von in einem Luftstrom suspendierten Partikeln mittels mindestens eines auf elektrisch leitfähiger Unterlage angeordneten radioaktiven Präparates, dessen Strahlen emittierende Schicht dem Luftstrom abgewandt ist, wobei zwischen der mittels einer Gleichstromquelle unter Spannung¹ gesetzten leitfähigen Unterlage des Präparates und mindestens einer außerhalb der Reichweite der ionisierenden Strahlen und des wirksamen Strahlenkegels angeordneten Gegenelektrode eine Potentialdifferenz hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar stromabwärts des Präparates (6) in an sich bekannter "Weise eine gegenüber der leitfähigen Präparatunterlage unter Vorspannung stehende Schutzelektrode angeordnet ist, welche Schutzelektrode ein den Strahlenkegel (α) des Präparates umschließender Ring (10) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radioaktive Präparat (6) in der Symmetrieachse eines vom Luftstrom durchflossenen Rohres (1, 2) angeordnet ist, an dessen Auslaßende die durch ein den ganzen Rohrquerschnitt füllendes Metallsieb gebildete Gegenelektrode (9) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der Schutzelektrode (10) und der Siebelektrode (9) liegende Rohrteil parallel zur Strömungsrichtung mindestens zum Teil aus Isoliermaterial (2) besteht.

4. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß stromaufwärts des Präparates (6) eine zweite, den Strömungsquerschnitt ganz erfüllende, durchbrochene Gegenelektrode (8) angeordnet ist, an die ein zwischen dem Potential der ersten Gegenelektrode (9) und dem Potential der Präparatunterlage (5) liegendes Potential angelegt ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Präparat (6) in einer in Richtung stromabwärts offenen Verkleidung (7) angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 640 046·; USA.-Patentschrift Nr, 2 381 455.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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