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一种褶皱无纺布滤芯及与其组装的空气过滤器以及控制方法

文章来源:http://www.jiejingfang.com/  2021年10月18日  点击数:173
一种褶皱无纺布滤芯及与其组装的空气过滤器以及控制方法
技术领域


本发明涉及一种空气滤清技术领域,尤其涉及一种褶皱无纺布滤芯及与其组装的空气过滤器。


背景技术


在医院的诊室或病房中,需要对空间中的空气进行净化。空气过滤器主要用于捕集0.5um以上的颗粒灰尘及各种悬浮物,空气净化器主要由滤芯和壳体两部分组成,基本要求是过滤效率高、流动阻力低、能较长时间连续使用以降低后期耗材成本。


但是现有技术中的滤芯的缺点为:长度过长,不便安装和摆放;长期使用后空气阻力变大大,难以持续保证滤芯的过滤效率;难以清理和更换。因此,有必要设计一种过滤效率高、阻力低的无纺布滤芯,以及与其组装使用的空气过滤器。


发明内容


本发明克服了现有技术的不足,提供一种褶皱无纺布滤芯及与其组装的空气过滤器。


为达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种褶皱无纺布滤芯及与其组装的空气过滤器,包括壳体,对称设置在所述壳体两侧的一对风机和若干相对设置的滤芯安装架,所述滤芯安装架中均设置有滤芯,所述风机驱动空气依次流经所述滤芯,其特征在于:


所述滤芯为连续的褶皱连接形成,且所述褶皱能够折叠;所述滤芯的表面固定有移动钎,所述移动钎两侧连接所述滤芯安装架的活动槽;所述移动钎始终与所述滤芯的宽度方向保持平行,且所述移动钎在活动槽中做周期运动;所述移动钎对所述滤芯进行挤压并带动所述滤芯沿长度方向堆叠;


两侧所述风机不同时工作;工作中的所述风机的风量保持恒定,且所述风机的功率周期性变化,所述风机工作一段时间后,相邻所述滤芯安装架之间的压力始终不变。


本发明一个较佳实施例中,所述活动槽为正弦型曲线结构、波浪形曲线结构或齿条形结构;所述移动钎的运动轨迹为正弦型曲线、波浪形曲线或齿条形。


本发明一个较佳实施例中,所述滤芯一侧固定连接卷轴,所述滤芯沿长度方向堆叠时,所述卷轴能够展开,以补偿滤芯堆叠损失的面积。


本发明一个较佳实施例中,所述移动钎周期运动的时间与所述风机功率周期性变化的时间保持一致。


本发明一个较佳实施例中,所述风机和所述滤芯不在同一高度上。


本发明一个较佳实施例中,两侧所述滤芯同时折叠或仅有一侧所述滤芯折叠。


本发明一个较佳实施例中,所述移动钎运动一个周期的行程量,对应于所述滤芯沿长度方向压缩5%~10%。


本发明一个较佳实施例中,若干所述滤芯安装架形成n边形结构,所述n 为偶数,当一组所述滤芯压缩到一定程度后,通过转动所述滤芯安装架,从而实现不同组所述滤芯的切换。


本发明一个较佳实施例中,所述风机和相邻所述滤芯之间的阻力初始值为 245-294Pa,相邻所述滤芯之间的空气压力为490~550Pa。


本发明还提供了另一种技术方案:空气过滤器的控制方法,包括以下步骤:


S1、根据送风或排风的需求,分别启动对应的风机启动,以风机和相邻滤芯之间的压力作为阻力初始值;


S2、空气经过双层滤芯后,实现强效杀菌,反复t小时后,检测相邻滤芯之间的空气压力;


S3、移动钎在活动槽中运动一个周期,并带动滤芯沿长度方向堆叠,相应滤芯长度方向上压缩5%~10%;


S4、调整风机的功率,以保证风机的风量保持不变以及相邻滤芯之间的空气压力基本不变。


本发明一个较佳实施例中,在所述S2中,在t小时内,所述滤芯的面阻力逐渐增大。


本发明解决了背景技术中存在的缺陷,本发明具备以下有益效果:


(1)本发明提供了一种可折叠的滤芯,该滤芯为连续的褶皱结构,一方面增大了滤芯的比表面积,使得滤芯形成有更多的吸附面,便于气体的流动,提高了吸附和过滤的效率;另一方面,缩短了滤芯的长度,使得空气过滤器中壳体的长度减小,方便安装和摆放使用,减少了空间占地。


(2)本发明的滤芯表面积减小后,为了保证滤芯同样的低阻性能,即对经过滤芯的风量保持恒定。通过增大风机的功率,实现风压的增加,保证滤芯过滤能力。


(3)本发明中滤芯采用天然抗菌纤维素基材,并采用三明治结构复合滤布,从而形成的一体化功能滤芯,实现以单片材料过滤微尘、消臭、分解有害气体、杀灭细菌病毒的集成功能,大大降低了使用与维护成本。


(4)本发明中卷轴为柔性材料,滤芯沿长度方向堆叠时,卷轴能够展开,以补偿滤芯堆叠损失的面积,同时起到阻隔的作用。


(5)本发明中相对设置的若干组滤芯可以转动,实现滤芯的快速更换。


附图说明


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;


图1是本发明的优选实施例的一种折叠式滤芯的立体结构示意图;


图2是本发明的优选实施例的一种褶皱无纺布滤芯及与其组装的空气过滤器的立体结构示意图;


图3是本发明的优选实施例的活动槽和移动钎的放大图;


图4是本发明的优选实施例的若干组相对滤芯的安装图;


图中:1、空气过滤器;2、壳体;3、风机;4、滤芯安装架;5、滤芯;6、移动钎;7、活动槽;8、卷轴。


具体实施方式


下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。


在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。


在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。


在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。


如图1所示,示出了本发明中一种褶皱无纺布滤芯5的立体结构示意图。本发明中提供的无纺布滤芯5为连续的褶皱连接形成,且褶皱能够折叠,滤芯5 为一体化结构。现有技术中的机械过滤的压力损失大,动力要求高,且维护成本高;静电吸附的方式对室内空气中的有害气体没有效果,且使用过程中会产生臭氧;负离子净化对VOCs效果不大,且会产生对人体有危害的臭氧,本发明的滤芯5采用天然抗菌纤维素基材,并采用三明治结构复合无纺布,从而形成的一体化功能滤芯5,可以达到H13级滤效(0.3μm 99.97%)。本发明的滤芯5使用的无纺布具有耐磨性。本发明中无纺布滤芯5尺寸:890*300*1600mm。本发明的滤芯5采用生物阳离子抗菌肽技术,无需外接电源、UV催化、不含金属离子、无毒性、无过敏反应,且快速高效灭毒。


本发明中的滤芯5可以对空气中的所有颗粒物及大气中有害气体进行过滤,包括尘螨、烟雾、宠物皮屑、石棉纤维、细菌、霉菌、病毒(包络型)、花粉、灰尘、真菌孢子、甲醛、二氧化硫、二氧化氮、日用清洁剂挥发物、臭气等,实现以单片材料过滤微尘、消臭、分解有害气体、杀灭细菌病毒的集成功能,大大降低了使用与维护成本。


本发明中对天然抗菌纤维素基材和对照纺织基材进行抗病毒对照实验: 200ul原始病毒,用2ml培养基洗脱后,从1:2开始稀释,测凝血活性;病毒稀释20,40,80,160倍后,对照组材料病毒洗脱液稀释到160倍,每50uL 含1个凝血单位的病毒,实验组材料洗脱液无病毒活性。2h后,对照组材料病毒洗脱液稀释到80倍,每50uL含1个凝血单位的病毒,实验组材料洗脱液无病毒活性。12h后,对照组材料病毒洗脱液稀释到80倍,每50uL含1个凝血单位的病毒,实验组材料洗脱液无病毒活性。因此,本发明中滤芯5使用的天然抗菌纤维素基材对于病毒的过滤程度有效。


如图2所示,示出了本发明中一种折叠式滤芯5及与其组装的空气过滤器1 的立体结构示意图。本发明的空气过滤器1包括壳体2,设置在壳体2上的风机 3安装架和滤芯5安装架4,风机3安装架和滤芯5安装架4上分别安装有风机 3和滤芯5;风机3驱动空气依次流经滤芯5,滤芯5对空气中的颗粒物和有害物进行过滤,并从另一侧到处净化后的空气。该滤芯5可拆卸连接空气过滤器1。


该空气过滤器1不限于在医院的诊室或病房中使用,也可以广泛适用于共享办公室、会议室和酒店等“封闭、密集”等空间,以防止空气感染传播。


本发明中的滤芯5设计为可折叠的连续褶皱结构,一方面增大了滤芯5的比表面积,使得滤芯5形成有更多的吸附面,便于气体的流动,提高了吸附和过滤的效率;另一方面,缩短了滤芯5的长度,使得空气过滤器1中壳体2的长度减小,方便安装和摆放使用,减少了空间占地。


如图3所示,示出了本发明中活动槽7和移动钎6的放大图。滤芯5安装架4的顶端和底端设置相对设置有活动槽7,活动槽7中设置有移动钎6。该活动槽7为矩形结构,且活动槽7中的凹槽的结构为直线形结构、正弦型曲线结构、波浪形曲线结构或齿条形。移动钎6的两端同时运动,且能够沿活动槽7 移动,即移动钎6的运动轨迹为正弦型曲线、波浪形曲线或齿条形。


移动钎6的表面固定在滤芯5一端的褶皱内或任意褶皱内。移动钎6的长度与滤芯5的宽度一致。移动钎6始终与滤芯5的宽度方向保持平行,且移动钎6在活动槽7中做周期运动;移动钎6对滤芯5进行挤压并带动滤芯5沿长度方向堆叠。这里的周期运动指的是上述中移动钎6的运动轨迹,包括正弦型曲线、波浪形曲线或齿条形。本发明通过移动钎6的周期运动,实现对滤芯5 的拨动,实现滤芯5的堆叠,移动钎6运动一个周期的行程量,对应于滤芯5沿长度方向压缩5%~10%。


滤芯5的一侧还连接卷轴8,卷轴8的宽度与滤芯5的宽度一致,且卷轴8 沿宽度方向与滤芯5完全缝合。本发明中卷轴8为柔性材料,且卷轴8不具有吸附、过滤作用。滤芯5沿长度方向堆叠时,卷轴8能够展开,以补偿滤芯5 堆叠损失的面积,同时起到阻隔的作用。


本发明中风机3与相邻的滤芯5之间的压力作为阻力初始值,且阻力初始值为245-294Pa,空气在经过滤芯5的阻力作用后,空气到达相邻滤芯5之间的空气压力为490~550Pa。由于滤芯5经过一段时间的过滤作用后,滤芯5表面吸附有颗粒物,造成滤芯5的面阻力逐渐增大。在减小滤芯5的表面积后,为了保证滤芯5同样的低阻性能,即对经过滤芯5的风量保持恒定。本发明通过增大风机3的功率,实现风压的增加。而本发明中相邻滤芯5的风量的测定通过测定相邻相邻滤芯5的空气压力得到。高效率低阻力一直是过滤器行业追求的目标,过滤器阻力越大系统选用的风机3压头越高;风机3的功率就相应越大,运行的能耗费用也越高。


本发明中的空气过滤器1可以设计为屏风形,空气过滤器1的底部可以设置滑轮。


本发明中的空气过滤器1可以设计为可选气流向型,即在空气过滤器1壳体2的两侧均设置有风机3,两侧风机3不同时工作。当需要排风时,打开靠近人员一侧的风机3,风机3抽取空气,防止飞沫感染并清洁室内空气;当需要送风时,打开远离人员一侧的风机3,风机3抽取空气,新鲜空气从靠近人员的一侧释放。移动钎6周期运动的时间与风机3功率周期性变化的时间保持一致。


本发明中的空气过滤器1可以两个配合使用,实现单向气流,即送风和排风的组合。


如图4所示,示出了本发明中若干组相对的滤芯5的安装图。本发明中设置有若干组相对的滤芯5安装架4,可以将滤芯5安装架4设置为n边形结构,所述n为偶数,当一组滤芯5压缩到一定程度后,通过转动安装架,从而实现滤芯5的切换。切换后的滤芯5可以拆卸后清洗,或在空气过滤器1中实现自清理。


自清理的方式不限于使用吹气式、流水式或清洁剂式。其中清洁剂式的方式为:移动钎6在活动槽7中做周期运动;移动钎6对滤芯5进行挤压并带动滤芯5沿长度方向反向堆叠,在堆叠的过程中,不断有清洁剂喷洒至滤芯5的表面,移动钎6往复移动数次后,滤芯5得到清理。当选择使用流水式的自清理的方式时,需采用大量的水对滤芯5进行冲洗,且需要在空气过滤器1的底部设置盛水槽,清洁后的滤芯5无需处理,只需转动至风机3附近位置,通过风机3的作用,仅需要30s即可实现干燥。


本发明中风机3和滤芯5可以选择不在同一高度上,使得风机3产生的风的作用力不直接作用于滤芯5表面,造成滤芯5的变形。


本发明中滤芯5选择使用两层,并且两层滤芯5之间能够形成空间,用于检测空气压力大小。此外,两侧滤芯5可以同时折叠或仅有一侧滤芯5折叠。


本发明使用时,S1、根据送风或排风的需求,分别启动对应的风机3启动,以风机3和相邻滤芯5之间的压力作为阻力初始值;S2、空气经过双层滤芯5 后,实现强效杀菌,滤芯5的面阻力逐渐增大,在反复1.5-2小时后,检测相邻滤芯5之间的空气压力;S3、移动钎6在活动槽7中运动一个周期,并带动滤芯5沿长度方向堆叠,相应滤芯5长度方向上压缩5%~10%;S4、调整风机3 的功率,以保证风机3的风量保持不变以及相邻滤芯5之间的空气压力基本不变。


本发明使用时,空气过滤器1可以两个配合使用,实现单向气流,即送风和排风的组合,将分别置于人员两侧,分别打开靠近人员一侧和远离人员一侧的风机3,实现一侧空气过滤器1送出新鲜空气,另一侧空气过滤器1排出空气,实现单向气流的过滤。


以上依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
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