CN103394250A - 一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种除尘装置，具体的说是一种适用于家庭、写字楼办公的一种水幕式除尘过滤系统。所述的上导轨内固定有窗眉，窗眉内为空腔，其内设有微流控制板，微流控制板上开有微流控制孔；微流控制板一侧通过曲轴与曲轴盘相铰接；曲轴盘中心位置连接有控制电机；窗眉一侧空腔位置处通过三级过滤器后连通于供水管，供水管贯穿于纱管内；本发明采用了水湿润包裹微粒法、室内空气自然对流的原理，将室外进入室内的空气通过一层屏障将其包裹后随着水幕进行沉积；本系统除尘过程中无须额外的昂贵滤网，使用的水幕滤网可24小时不间断的工作，且工作时静音、耗能低，水幕滤网使用年限久远。

Description

一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统

技术领域

本发明涉及一种除尘装置，具体的说是一种适用于家庭、写字楼办公的一种水幕式除尘过滤系统。

背景技术

众所周知灰尘是人类健康的大敌所以人们特别讨厌它，灰尘带着许多细菌病毒和虫卵到处飞扬，传播疾病。工业粉尘、纤尘能使工人患上各种难以治愈的职业病，过多的灰尘还会造成环境污染，影响人们的正常生活和工作，诱发人类的呼吸道疾病等，PM2.5是一种极小细微的尘埃，该种尘埃一旦过多的吸入人体，则无法通过自身的免疫系统排出，因此是人类的大敌之一。而实际上尘埃颗粒物的成分很复杂，主要取决于其来源。主要有自然源和人为源两种，但危害较大的是后者。自然源包括土壤扬尘（含有氧化物矿物和其他成分）海盐（颗粒物的第二大来源，其组成与海水的成分类似）、植物花粉、孢子、细菌等。自然界中的灾害事件，如火山爆发向大气中排放了大量的火山灰，森林大火或裸露的煤原大火及尘暴事件都会将大量细颗粒物输送到大气层中。人为源包括固定源和流动源。固定源包括各种燃料燃烧源，如发电、冶金、石油、化学、纺织印染等各种工业过程、供热、烹调过程中燃煤与燃气或燃油排放的烟尘。流动源主要是各类交通工具在运行过程中使用燃料时向大气中排放的尾气。PM2.5可以由硫和氮的氧化物转化而成。而这些气体污染物往往是人类对化石燃料（煤、石油等）和垃圾的燃烧造成的。在发展中国家，煤炭燃烧是家庭取暖和能源供应的主要方式。没有先进废气处理装置的柴油汽车也是颗粒物的来源。燃烧柴油的卡车，排放物中的杂质导致颗粒物较多。在室内，二手烟是颗粒物最主要的来源。颗粒物的来源是不完全燃烧、因此只要是靠燃烧的烟草产品，都会产生具有严重危害的颗粒物，使用品质较佳的香烟也只是吸烟者的自我安慰（甚至可能因为臭味较低，而造成更大的危害）；同理也适用于金纸燃烧、焚香及燃烧蚊香。

目前，市场上可用于改善室内、办公环境空气质量的设备有一些空气净化器，其工作原理是：常规型净化器的机器内的微风扇（又称通风机）使室内空气循环流动，污染的空气通过机内的空气过滤器（两次过滤）后将各种污染物清除或吸附，然后经过装在出风口的负离子发生器（工作时负离子发生器中的高压产生直流负高压），将空气不断电离，产生大量负离子，被微风扇送出，形成负离子气流，达到清洁、净化空气的目的。通常这些设备都需要一些昂贵的过滤膜，比如采用HEPA，它是一种国际公认最好的高效滤材，最初HEPA应用于核能研究防护，大量应用于精密实验室、医药生产、原子研究和外科手术等需要高洁净度的场所。HEPA由非常细小的有机纤维交织而成，对微粒的捕捉能力较强，孔径微小，吸附容量大，净化效率高，并具备吸水性，针对0.3微米的粒子净化率为99.97%。HEPA高效率微粒滤网净化高效，但是价格昂贵，而且不是终身制的，对于一些空气质量较差的区域，每3个月就要更换一次。因此使用的成本相当的高昂，而且室内空气对流是采用机械式鼓风式的，产生了噪音。

发明内容

本发明提供一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，从而解决目前传统采用过滤网设备其使用寿命短、费用昂贵的弊端，发明出一种适合大众化使用，且其耗能低、静音、除尘、净化空气效果明显的设备。

本发明解决其上述的技术问题所采用以下的技术方案：一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其主要构造有：窗框、窗眉、中水幕纱、纱管、供水管、微流控制板、微流控制孔、曲轴、曲轴盘、控制电机、三级过滤器、纱框、储水槽、微型水泵、活塞、牵引线、转向轮、注水口、排泥浆口、泥浆槽、一级过滤膜、二级过滤膜、上导轨、下导轨、液体灌入口、液体排出口、液体回流口、内水幕纱、外水幕纱、纱回缩弹簧、水幕丝、控制器；

所述的上导轨内固定有窗眉，窗眉内为空腔，其内设有微流控制板，微流控制板上开有微流控制孔；微流控制板一侧通过曲轴与曲轴盘相铰接；曲轴盘中心位置连接有控制电机；窗眉一侧空腔位置处通过三级过滤器后连通于供水管，供水管贯穿于纱管内；纱管顶端铰接有纱回缩弹簧；中水幕纱、内水幕纱、外水幕纱三层纱网构成水幕纱，所述的水幕纱可绕于纱管上收纳置放；中水幕纱是由多根密集的水幕丝上端固定于液体灌入口，下端固定于液体排出口所构成，液体灌入口其孔洞与微流控制孔位置及尺寸相匹配，多个液体灌入口通过纱框依次融接；内水幕纱、外水幕纱通过多根水幕丝依次斜拉于纱框所构成；

储水槽内置有微型水泵，微型水泵液体吸入口置于储水槽内，排水口连通于供水管；储水槽与泥浆槽之间设有一个弧形的二级过滤膜；泥浆槽内一处设有活塞，活塞中心位置拉结有牵引线，牵引线通过转向轮后固定于排泥浆口上；所述的储水槽一处设有注水口，注水口其注水管直通入储水槽内；泥浆槽上端设有一级过滤膜，一级过滤膜上安置有下导轨；

上述的中水幕纱其每根水幕丝的间距为：0.7~2mm，其直径为：0.12~0.2mm。

上述的内水幕纱、外水幕纱其每根水幕丝按水平面为参考面的斜拉度为±6度~10度；其固定内水幕纱、外水幕纱的每个液体回流口间距为：0.12~4mm，其每根水幕丝直径为：0.2~0.5mm；其每根水幕丝上覆有一层棉絮。

上述的内水幕纱、中水幕纱、外水幕纱为依次间隔布置，其布置间距为3~5mm。

上述的储水槽内注入的液体为水，并可外添加一些洗涤剂、香精剂、净化剂等。

上述的控制电机、微型水泵其工作频率、开停，受控于控制器。

上述的控制器设置于窗框上。

本发明有益效果：采用了水湿润包裹微粒法、室内空气自然对流的原理，将室外进入室内的空气通过一层屏障将其包裹后随着水幕进行沉积；本系统除尘过程中无须额外的昂贵滤网，使用的水幕滤网可24小时不间断的工作，且工作时静音、耗能低，水幕滤网使用年限久远；本系统在除尘过程中的水幕液内可以添加多种益于人体健康的香薰、香精、杀毒、除甲醛剂等，使得在室内居住、工作的人感到身心愉快；本系统在除尘过程中也可以充当防蚊虫的隔离网，一举两得；水幕过滤网在使用过程中，产生水幕效果，具有动感、美观。

附图说明

图1为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统结构示意图。

图2为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统水幕回缩状态人通行的示意图。

图3为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，内水幕纱、中水幕纱、外水幕纱为依次间隔布置的结构示意图。

图4为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，内水幕纱、中水幕纱、外水幕纱分离状态的结构示意图。

图5为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统纱管及纱回缩弹簧分离态结构示意图。

图6为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统控制水幕间歇性大小、开停系统的结构示意图。

图7为本发明一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统微粒沉淀、液体输送、回流系统的结构示意图。

图8为图7的A-A处剖面示意图。

图中  1-窗框，2-窗眉，3-中水幕纱，4-纱管，5-供水管，6-微流控制板，7-微流控制孔，8-曲轴，9-曲轴盘，10-控制电机，11-三级过滤器，12-纱框，13-储水槽，14-微型水泵，15-活塞，16-牵引线，17-转向轮，18-注水口，19-排泥浆口，20-泥浆槽，21-一级过滤膜，22-二级过滤膜，23-上导轨，24-下导轨，25-液体灌入口，26-液体排出口，27-液体回流口，28-内水幕纱，29-外水幕纱，30-纱回缩弹簧，31-水幕丝，32-控制器。

具体实施方式

下面结合附图1-8对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例：一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其主要构造有：窗框1、窗眉2、中水幕纱3、纱管4、供水管5、微流控制板6、微流控制孔7、曲轴8、曲轴盘9、控制电机10、三级过滤器11、纱框12、储水槽13、微型水泵14、活塞15、牵引线16、转向轮17、注水口18、排泥浆口19、泥浆槽20、一级过滤膜21、二级过滤膜22、上导轨23、下导轨24、液体灌入口25、液体排出口26、液体回流口27、内水幕纱28、外水幕纱29、纱回缩弹簧30、水幕丝31、控制器32；

所述的上导轨23内固定有窗眉2，窗眉2内为空腔，其内设有微流控制板6，微流控制板6上开有微流控制孔7；微流控制板6一侧通过曲轴8与曲轴盘9相铰接；曲轴盘9中心位置连接有控制电机10；窗眉2一侧空腔位置处通过三级过滤器11后连通于供水管5，供水管5贯穿于纱管4内；纱管4顶端铰接有纱回缩弹簧30；中水幕纱3、内水幕纱28、外水幕纱29三层纱网构成水幕纱，所述的水幕纱可绕于纱管4上收纳置放；中水幕纱3是由多根密集的水幕丝31上端固定于液体灌入口25，下端固定于液体排出口26所构成，液体灌入口25其孔洞与微流控制孔7位置及尺寸相匹配，多个液体灌入口25通过纱框12依次融接；内水幕纱28、外水幕纱29通过多根水幕丝31依次斜拉于纱框12所构成；

储水槽13内置有微型水泵14，微型水泵14液体吸入口置于储水槽13内，排水口连通于供水管5；储水槽13与泥浆槽20之间设有一个弧形的二级过滤膜22；泥浆槽20内一处设有活塞15，活塞15中心位置拉结有牵引线16，牵引线16通过转向轮17后固定于排泥浆口19上；所述的储水槽13一处设有注水口18，注水口18其注水管直通入储水槽13内；泥浆槽20上端设有一级过滤膜21，一级过滤膜21上安置有下导轨24；

所述的中水幕纱3其每根水幕丝31的间距为：0.7~2mm，其直径为：0.12~0.2mm。

所述的内水幕纱28、外水幕纱29其每根水幕丝31按水平面为参考面的斜拉度为±6度~10度；其固定内水幕纱28、外水幕纱29的每个液体回流口27间距为：0.12~4mm，其每根水幕丝31直径为：0.2~0.5mm；其每根水幕丝31上覆有一层棉絮。

所述的内水幕纱28、中水幕纱3、外水幕纱29为依次间隔布置，其布置间距为3~5mm。

所述的储水槽13内注入的液体为水，并可外添加一些洗涤剂、香精剂、净化剂等。

所述的控制电机10、微型水泵14其工作频率、开停，受控于控制器32。

所述的控制器32设置于窗框1上。

本发明可以安装于阳台进户门、窗户位置上，而本实施例是安装于门框上。下面将本专利的各个配件所构成的系统作一个工作原理上的描述。

本发明是将窗框1、窗眉2、安装于房子结构的门框、窗框上，安装完成后再将各个配件组装安置。首次调试使用时通过注水口18将液体水注满储水槽13，启动微型水泵14，微型水泵14开始泵送液体水通过纱管4内的供水管5，液体水通过三级过滤器11后供水于窗眉2内腔内；控制电机10开始运转，带动了曲轴盘9的转动，转动后的曲轴盘9联动了曲轴8周期性的回来牵引；曲轴8周期性的回来牵引使得微流控制板6上的微流控制孔7周期性与液体灌入口25开闭。

微流控制孔7周期性与液体灌入口25开闭，形成了灌入于水幕丝31上的液体水供水量呈周期性的大小变化，水幕丝31上的液体水呈周期性变化得到了两个有益效果：1、水流周期性的忽大忽小，形成了在中水幕纱3局部性的水幕；而形成局部性的水幕的好处是一方面水幕部分可以阻挡、湿润包裹微粒，另外一方面，没形成的水幕部分用于空气对流（不影响室内通风）。2、忽大忽小的水流形成于中水幕纱3上可以形成一股冲击流，从而使得一些被湿润包裹的微粒不易沉积于水幕丝31上。

内水幕纱28、中水幕纱3、外水幕纱29为依次间隔布置，其有益效果是：因为本系统空气净化过滤的通风是完全依靠自然通风，而自然通风的特点是风速大小、风向都是随意、不具有确定性的。此时内水幕纱28、外水幕纱29间隔布置，启到了保障中水幕纱3产生的水幕在任何风速大小、风向的情况下不发生“脱水幕”的现象（脱水幕，即水幕漂离中水幕纱3后，飞溅于室内或室外地面上）。其实现的工作原理是：因内水幕纱28、外水幕纱29斜拉布置，当有水幕液滴飞溅到内水幕纱28、外水幕纱29时，其液滴会顺斜度由水幕丝31顺势回流到泥浆槽20内，实现了无液滴飞溅的目的。

间歇性形成水幕的中水幕纱3，其液体水携带这微粒、灰尘最终回流到泥浆槽20，浑浊的水通过一级过滤膜21、二级过滤膜22后形成清水，储存于储水槽13内，微型水泵14再次泵水至窗眉2空腔内，形成周而复始的循环。

当整个系统运行一段时间后，其被沉淀的微粒、灰尘形成了泥浆，此时打开排泥浆口19，通过拉动牵引线16后使得内置于泥浆槽20内的活塞15朝排泥浆口19移动，因压力压迫泥浆被排出泥浆槽20内，完成排放后，回缩牵引线16使得活塞15复位，并打开注水口18注入一定量的补给水。

控制器32控制着二方面的工作，其一是控制电机10的开停、转速；其二是微型水泵14的开停、单位时间内的泵水量。当水幕纱窗通行人的时候，水幕纱窗通过纱管4回缩水幕纱，此时水幕纱28、中水幕纱3、外水幕纱29三层纱网直接接触达不到防液滴飞溅的效果，因此，一旦人通行时控制器32会立刻断开控制电机10、微型水泵14的电源使其停止工作。当然人通行完毕，关上水幕纱窗后控制器32接通电源，恢复工作。

根据使用者的需要还可以在储水槽13内注入的液体水的同时外添加一些洗涤剂、香精剂、净化剂等，其目的是达到除尘效果更明显、使得使用者在不但可以呼吸到干净的空气同时又可以闻到令人心旷神怡的气息、杀灭空气中的一些有害病菌。

本发明的核心是：通过一套水幕，使得微粒、尘埃湿润包裹后通过水流回收，经过过滤、沉积形成泥浆。从而实现固化空气中漂浮微粒、尘埃目的。本发明整套设备系统造价低廉、适合大众化使用，在使用的过程中，需要更换的易耗品少，使用寿命长。虽然系统净化空气的效果达不到HEPA过滤装置的质量要求，但是对于室内空气质量已经达到了优等要求。

Claims (7)

1.一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其主要构造有：窗框（1）、窗眉（2）、中水幕纱（3）、纱管（4）、供水管（5）、微流控制板（6）、微流控制孔（7）、曲轴（8）、曲轴盘（9）、控制电机（10）、三级过滤器（11）、纱框（12）、储水槽（13）、微型水泵（14）、活塞（15）、牵引线（16）、转向轮（17）、注水口（18）、排泥浆口（19）、泥浆槽（20）、一级过滤膜（21）、二级过滤膜（22）、上导轨（23）、下导轨（24）、液体灌入口（25）、液体排出口（26）、液体回流口（27）、内水幕纱（28）、外水幕纱（29）、纱回缩弹簧（30）、水幕丝（31）、控制器（32）；

其特征在于：上导轨（23）内固定有窗眉（2），窗眉（2）内为空腔，其内设有微流控制板（6），微流控制板（6）上开有微流控制孔（7）；微流控制板（6）一侧通过曲轴（8）与曲轴盘（9）相铰接；曲轴盘（9）中心位置连接有控制电机（10）；窗眉（2）一侧空腔位置处通过三级过滤器（11）后连通于供水管（5），供水管（5）贯穿于纱管（4）内；纱管（4）顶端铰接有纱回缩弹簧（30）；中水幕纱（3）、内水幕纱（28）、外水幕纱（29）三层纱网构成水幕纱，所述的水幕纱可绕于纱管（4）上收纳置放；中水幕纱（3）是由多根密集的水幕丝（31）上端固定于液体灌入口（25），下端固定于液体排出口（26）所构成，液体灌入口（25）其孔洞与微流控制孔（7）位置及尺寸相匹配，多个液体灌入口（25）通过纱框（12）依次融接；内水幕纱（28）、外水幕纱（29）通过多根水幕丝（31）依次斜拉于纱框（12）所构成；

储水槽（13）内置有微型水泵（14），微型水泵（14）液体吸入口置于储水槽（13）内，排水口连通于供水管（5）；储水槽（13）与泥浆槽（20）之间设有一个弧形的二级过滤膜（22）；泥浆槽（20）内一处设有活塞（15），活塞（15）中心位置拉结有牵引线（16），牵引线（16）通过转向轮（17）后固定于排泥浆口（19）上；所述的储水槽（13）一处设有注水口（18），注水口（18）其注水管直通入储水槽（13）内；泥浆槽（20）上端设有一级过滤膜（21），一级过滤膜（21）上安置有下导轨（24）。

2.根据权利要求1所述的一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其特征在于所述的中水幕纱（3）其每根水幕丝（31）的间距为：0.7~2mm，其直径为：0.12~0.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其特征在于所述的内水幕纱（28）、外水幕纱（29）其每根水幕丝（31）按水平面为参考面的斜拉度为±6度~10度；其固定内水幕纱（28）、外水幕纱（29）的每个液体回流口（27）间距为：0.12~4mm，其每根水幕丝（31）直径为：0.2~0.5mm；其每根水幕丝（31）上覆有一层棉絮。

4.根据权利要求1所述的一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其特征在于所述的内水幕纱（28）、中水幕纱（3）、外水幕纱（29）为依次间隔布置，其布置间距为3~5mm。

5.根据权利要求1所述的一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其特征在于所述的储水槽（13）内注入的液体为水，并可外添加一些洗涤剂、香精剂、净化剂等。

6.根据权利要求1所述的一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其特征在于所述的控制电机（10）、微型水泵（14）其工作频率、开停，受控于控制器（32）。

7.根据权利要求1所述的一种有效去除微粒、粉尘的水幕纱过滤系统，其特征在于所述的控制器（32）设置于窗框（1）上。

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