CN103933683B - 电动便携式除尘装置 - Google Patents

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Abstract

一种电动便携式除尘装置,涉及雾霾防治领域,一种电动便携式除尘装置,包括壳体,进气管与壳体的下部连通,壳体的上部设有用于连接面罩的排气口,在壳体内设有液体,在壳体内腔设有气相迷宫,所述的气相迷宫至少在迎风面设有吸附层;所述的液体浸没进气管的进气口;在进气管的进气口或进气管设有防止液体回流的单向阀;在单向阀之后设有压力传感器,还设有补气泵,补气泵的进口与大气连通,补气泵的出口与单向阀之后的壳体内腔连通。本发明提供的通过设置的气相迷宫和吸附层的配合,降低空气中的灰尘及细小颗粒物,设置的压力传感器和补气泵的组合可以根据使用者的呼吸,自动增压,从而几乎没有呼吸阻力。

Description

电动便携式除尘装置
技术领域
[0001]本发明涉及除尘及防治雾霾的领域,尤其是一种用于防治雾霾的电动便携式除尘
目.0
背景技术
[0002]在灰尘较大的工况下,例如雾霾天气下工作,现有技术中采用的防护措施多是采用口罩或过滤面罩,利用口罩或过滤面罩中的滤片将空气中灰尘滤除。存在的问题是,口罩或滤片很难过滤小颗粒的灰尘,例如pm2.5及以下等级的小颗粒物,仍会进入到人体的肺部积存,严重影响身体健康。采用更精密的滤片可以过滤细小的颗粒物,但是这也产生新的技术问题,更精密的滤片很容易被灰尘或细小颗粒物堵塞,而频繁更换滤片的成本较高,且更换的滤片无法循环使用,造成新的环境污染。并且使用滤片,尤其是更精密的滤片后呼吸阻力较大,即呼吸困难,与正常呼吸模式不同,也会影响身体健康。
[0003]也有采用喷淋除尘的方式,但是因需要持续消耗电力来驱动栗给喷头供水,继航时间较短,且栗会持续产生噪音,不适合用作移动便携的结构。
[0004]中国专利文献202909334U公开了一种便携式空气净化器,采用干、湿两级净化的方式净化空气,其中湿级净化采用了水洗的方案,并设有带滤尘网孔的防溅球,即是结合了水洗和过滤的方式,其中防溅球是离开水面的。
[0005]中国专利文献CN 103272465 A,公开了一种便携式雾霾净化装置,采用两级水洗的方式对空气进行净化,并采用了小型气栗作为动力源,存在的问题是结构较为复杂,续航时间短。
发明内容
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种电动便携式除尘装置,除尘效果好,无呼吸阻力。
[0007]为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种电动便携式除尘装置,包括壳体,进气管与壳体的下部连通,壳体的上部设有用于连接面罩的排气口,在壳体内设有液体,在壳体内腔设有气相迷宫,所述的气相迷宫至少在迎风面设有吸附层;
[0008]所述的液体浸没进气管的进气口 ;
[0009]在进气管的进气口或进气管设有防止液体回流的单向阀;
[0010]在单向阀之后设有压力传感器,还设有补气栗,补气栗的进口与大气连通,补气栗的出口与单向阀之后的壳体内腔连通。
[0011]所述的吸附层互相连接在一起,吸附层的下端浸没在液体内。
[0012]所述的气相迷宫为多级迷宫结构以获得至少8个以上的转弯;
[0013]其中交错布置的竖向隔板与壳体内腔之间构成第一级迷宫,而交错布置的横向隔板与竖向隔板和壳体内腔之间构成第二级迷宫;
[0014]或者交错布置的横向隔板与壳体内腔之间构成第一级迷宫,而交错布置的竖向隔板与横向隔板和壳体内腔之间构成第二级迷宫。
[0015]在壳体内腔的下部还设有液相迷宫,所述的液相迷宫大部分或全部位于液体的液面之下,液相迷宫由多层水平交错布置的隔板与壳体内腔之间构成,至少在隔板的下表面设有刚刺层。
[0016]进气管与气相迷宫的进口连接,气相迷宫的出口与液相迷宫的进口连接,液相迷宫的出口与排气口连接;
[0017]或者进气管与液相迷宫的进口连接,液相迷宫的出口与气相迷宫的进口连接,气相迷宫的出口与排气口连接。
[0018]排气口通过连接管与面罩连接,在面罩上设有呼气单向阀。
[0019]排气口通过连接管与面罩连接,在面罩内还设有过滤装置和/或吸附装置。
[0020]壳体的底部设有排渣口。
[0021]本发明提供的一种电动便携式除尘装置,通过设置的气相迷宫和吸附层的配合,其中气相迷宫延长空气路径的同时还使空气多次转弯,由转弯产生的离心力使空气中的灰尘与吸附层接触,并被吸附层吸附,从而降低空气中的灰尘及细小颗粒物,设置的压力传感器和补气栗的组合可以根据使用者的呼吸,自动增压,从而几乎没有呼吸阻力。本发明与现有技术中的过滤和喷淋的原理均不相同,与过滤相比,本发明的呼吸阻力非常小,几乎不会影响正常呼吸,且通过更换壳体内的液体排出沉渣即可持续使用,使用成本低,对环境无污染。与喷淋相比,本发明无需持续启动喷淋栗,降低了使用成本,也降低了噪音。本发明的优点还在于结构简单、方便制造,生产成本较低。
[0022]进一步优化的方案中与本发明的液相迷宫结构配合,设置的隔板和刚刺层可以确保液体与空气的充分接触,从而进一步降低空气中的灰尘及细小颗粒物。配合本发明的各个优化方案的组合后,本发明的除尘效果可以达到99%以上。
附图说明
[0023]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
[0024]图1为本发明的实施例1的整体结构示意图。
[0025]图2为本发明的实施例2的整体结构示意图。
[0026]图3为图1的A_A#lj视不意图。
[0027]图4为本发明的实施例3的整体结构示意图。
[0028]图中:进气管I,第一单向阀2,第二单向阀3,进气口4,气相迷宫5,竖向隔板51,横向隔板52,吸附层53,液相迷宫6,隔板61,刚刺层62,壳体7,连接管8,面罩9,呼气单向阀10,排渣口 11,液体12,排气口 13,压力传感器14,补气栗15。
具体实施方式
[0029] 实施例1:
[0030]如图1中所示,一种电动便携式除尘装置,包括壳体7,进气管I与壳体7的下部连通,在本例中,进气管I的进气口 4优选设置在壳体7的底部,壳体7的上部通过连接管8与面罩9连通,在壳体7内设有液体12,在壳体7内腔设有气相迷宫5,所述的气相迷宫5至少在迎风面设有吸附层53,当然能设置更多的吸附层53也是可行的。与现有技术中不同的,本发明以吸附的方式来降低空气中的灰尘,通过液体12使吸附层53保持湿润,吸附空气中的灰尘及细小颗粒物
[0031 ]在进气管I的进气口 4或进气管I设有防止液体回流的单向阀;
[0032]在单向阀之后设有压力传感器14,还设有补气栗15,补气栗15的进口与大气连通,补气栗15的出口与单向阀之后的壳体7内腔连通。
[0033]由此结构,通过设置的压力传感器14和补气栗15,当吸气时,压力传感器14检测到压力的降低,从而启动补气栗15,补充气压。而呼气时,则压力传感器14检测到压力回升,补气栗15停止工作。在图1中,并未显示压力传感器14和补气栗15之外的例如单片机,电源等元件。由于通过单片机根据压力传感器14控制补气栗15的工作状态,属于现有技术的范畴,这里不再赘述。
[0034]由于设置的补气栗15使本发明没有呼吸风阻,从而不会影响正常呼吸。参见图1中,空气从进气管I的下端进气口4进入到壳体7内腔的气相迷宫5,在转弯过程中,空气中的灰尘因为离心力作用与吸附层53接触,从而被吸附在吸附层53上,以减少最终进入到面罩9内的空气中所携带的灰尘,提供清洁的空气。该结构适用于灰尘含量较少的工况。优选的吸附层53采用具有大比表面积且利于保持水分的织物,例如毛绒织物,起绒布料或者无纺布,其他的带绒毛的片状物也是可行的。使用过程中,偶尔摇晃壳体7,可以使液体12湿润吸附层53,以提高吸附层53的吸附效果,还可以清理吸附层53上吸附的灰尘。
[0035]优选的如图1,所述的气相迷宫5为多级迷宫结构,其中交错布置的竖向隔板51与壳体7内腔之间构成第一级迷宫,而交错布置的横向隔板52与竖向隔板51和壳体7内腔之间构成第二级迷宫。
[0036]或者如图4中,气相迷宫5交错布置的横向隔板52与壳体7内腔之间构成第一级迷宫,而交错布置的竖向隔板51与横向隔板52和壳体7内腔之间构成第二级迷宫。
[0037]以此类推,也可以根据体积,采用更多级的迷宫结构。由此结构,在增加空气路径的同时,还增加空气的转弯次数,例如至少8个转弯以上,当风速较高时,在转弯的位置,产生的离心力将空气中的颗粒物甩向吸附层53,每次的转弯,均完成一次离心分离的过程,因此较多的转弯可以更好的提升吸附除尘的效果。从前述的,本发明主要是以吸附除尘为主的,更多的转弯次数可以有效增加空气中携带的灰尘与吸附层53的接触几率,从而进一步提高了除尘的效果。空气通路中的最小截面积大于人体中鼻腔通路的最小截面积,因此不会影响使用者正常的呼吸。
[0038]需要说明的是,更多的转弯也会增加气阻,因此,将气相迷宫5,设置为活动的框架结构,可以根据污染程度进行更换是更佳的,经测试,在空气污染指数达到400以上时,转弯个数最好在25〜35个;而空气污染指数达到300〜400时,转弯个数最好在20〜25个,在空气污染指数达到200〜300时,转弯个数最好在15〜20个;在空气污染指数达到100〜200时,转弯个数最好在1〜15个。
[0039]优选的方案如图1中,所述的液体12浸没进气管I的进气口4。由此结构,空气在进入气相迷宫5前,还经过了一次水洗的程序,这降低了气相迷宫5的处理强度,提高了除尘效果。由此结构,气相迷宫5还便于吸附空气中的水汽,避免增加排出空气中的湿度。
[0040 ]优选的方案如图1、2中,在进气管I的进气口 4或进气管I设有防止液体回流的单向阀。由此结构,可以避免在运动过程中,液体12从进气管I泄漏,即空气只能从进气管I进入到壳体7,而空气和液体均不能从进气管I排出。而且设置的单向阀和补气栗15组合,从而降低了呼吸风阻。
[0041]优选的方案中,排气口 13通过连接管8与面罩9连接,同时在所述的面罩9上设有呼气单向阀10。由此结构,便于呼出的废气排出,在吸气时,该呼气单向阀10处于关闭状态。
[0042]由于本发明经过了初次的过滤,空气中携带的灰尘或颗粒物已经大幅减少。因此,对于要求特别高的场合,仍可以配合过滤装置使用,例如前述的精密滤片,以提供更为洁净的空气,由于经过吸附处理,可以大大延长精密滤片的正常使用寿命。
[0043]优选的方案中,所述的面罩9内还设有吸附装置。这里的吸附装置主要用于吸附或降解有害气体,例如甲醛、二氧化硫等,常用的吸附装置采用木炭、光触媒材料等。与本发明的结构进行组合后,吸附装置的使用寿命也可以得到延长。
[0044]如图1、2中,壳体7的底部还设有排渣口 11。由此结构,便于排出壳体7内使用过的液体。
[0045]优选的结构如图3中,所述的吸附层53互相连接在一起,吸附层53的下端浸没在液体12内。由此结构,通过毛细原理使吸附层53始终保持湿润,以获得更好的吸附效果,且不用频繁的去摇晃壳体7。
[0046]上述的优化方案可组合使用。
[0047] 实施例2:
[0048]发明人发现,水洗与吸附的方案进行组合,虽然可以进一步提高除尘的效果,但是仍然低于预期,尤其是水洗的效果低于预期,例如中国专利文献CN 103272465 A,公开的一种便携式雾霾净化装置,即便经过两级水洗后,除尘效果也仅有40%〜70%,并与气流速度有关,当气流速度升高时,除尘效果趋于下降。经仔细分析,发现在水洗过程中,由于气泡的存在,在水的表面张力影响下,灰尘与水的接触并不充分,因此影响了水洗除尘的效果。
[0049]为克服上述的技术问题,在实施例1的基础上如图2中所示的优化方案中,在壳体7内腔的下部还设有液相迷宫6,本例中的液相迷宫6大部分或全部位于液体12的液面之下,由于空气形成的气泡在进入壳体后会抬高水位,因此液相迷宫6大部分位于液面之下是可行的。在液相迷宫6的上方设置气相迷宫5。本例中,优选将进气管I设置在壳体7靠近底部的侧壁,或靠近侧壁的底部位置。以延长空气路径。
[0050]液相迷宫6由多层交错布置的隔板61与壳体7内腔之间构成,优选的隔板61都是成水平布置的,至少在隔板61的下表面设有刚刺层62,液相迷宫6的底部高于进气管I的进气口 4。设置液相迷宫6的作用在于使进入壳体7内的空气与液体12充分接触,以进一步提高除尘的效果。设置的刚刺层62采用类似魔术贴中刚性刺勾的结构,利用刚刺层62中的刚性刺刺破和切割气泡,在气泡沿着液相迷宫6的水平布置的隔板61下表面翻滚前进的过程中,刚刺层62持续刺破和切割气泡,进一步增加空气中携带的灰尘与液体12的接触几率,从而提高液体吸附灰尘的效果,如图2中所示,气泡会趋于变小,从而增加了与水的接触面积。虽然会略微增加呼吸的风阻,但是该优化结构的除尘效果非常理想,除尘效果可以达到95%以上,非常适用于灰尘含量较高的工况,尤其是适用于pm2.5及以下等级的小颗粒物含量较高的工况。
[0051]这种结构会相应的增加空气阻力,而设置的压力传感器14和补气栗15的组合,则克服了该问题。
[0052] 实施例3:
[0053]在实施例1和2的基础上,可选的方案如图4中,进气管I与气相迷宫5的进口连接,气相迷宫5的出口与液相迷宫6的进口连接,液相迷宫6的出口与排气口 13连接;由此结构,先通过气相迷宫5吸附较大颗粒的灰尘,例如pmlO以上的灰尘,再通过液相迷宫6吸附较小颗粒的灰尘,可以更好的发挥吸附效率,尤其是可以提高液相迷宫6中液体的吸附容量,SP可以吸附更多的颗粒物之后再更换液体。尤其是,通过采用富含负离子的液体作为吸附液,例如富含0H—和其他负离子的水,可以更好的吸附空气中带有正电荷的颗粒物,而这种吸附效果对于较小颗粒,例如pmlO以下的灰尘才是更有效地。

Claims (6)

1.一种电动便携式除尘装置,包括壳体(7),进气管(I)与壳体(7)的下部连通,壳体(7)的上部设有用于连接面罩(9)的排气口( 13),其特征是:在壳体(7 )内设有液体(12),在壳体(7)内腔设有气相迷宫(5); 所述的气相迷宫(5)为多级迷宫结构以获得至少8个以上的转弯; 其中交错布置的竖向隔板(51)与壳体(7)内腔之间构成第一级迷宫,而交错布置的横向隔板(52)与竖向隔板(51)和壳体(7)内腔之间构成第二级迷宫; 或者交错布置的横向隔板(52)与壳体(7)内腔之间构成第一级迷宫,而交错布置的竖向隔板(51)与横向隔板(52)和壳体(7)内腔之间构成第二级迷宫; 所述的气相迷宫(5)至少在迎风面设有吸附层(53); 所述的吸附层(53)互相连接在一起,吸附层(53)的下端浸没在液体(12)内; 所述的液体(12)浸没进气管(I)的进气口(4); 在进气管(I)的进气口(4)或进气管(I)设有防止液体回流的单向阀; 在单向阀之后设有压力传感器(14),还设有补气栗(15),补气栗(15)的进口与大气连通,补气栗(15)的出口与单向阀之后的壳体(7)内腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种电动便携式除尘装置,其特征是:在壳体(7)内腔的下部还设有液相迷宫(6),所述的液相迷宫(6)大部分或全部位于液体(12)的液面之下,液相迷宫(6)由多层水平交错布置的隔板(61)与壳体(7)内腔之间构成,至少在隔板(61)的下表面设有刚刺层(62)。
3.根据权利要求2所述的一种电动便携式除尘装置,其特征是:进气管(I)与气相迷宫(5)的进口连接,气相迷宫(5)的出口与液相迷宫(6)的进口连接,液相迷宫(6)的出口与排气口(13)连接; 或者进气管(I)与液相迷宫(6)的进口连接,液相迷宫(6)的出口与气相迷宫(5)的进口连接,气相迷宫(5)的出口与排气口(13)连接。
4.根据权利要求1所述的一种电动便携式除尘装置,其特征是:排气口(13)通过连接管(8)与面罩(9)连接,在面罩(9)上设有呼气单向阀(10)。
5.根据权利要求1所述的一种电动便携式除尘装置,其特征是:排气口( 13)通过连接管(8)与面罩(9)连接,在面罩(9)内还设有过滤装置和/或吸附装置。
6.根据权利要求1所述的一种电动便携式除尘装置,其特征是:壳体(7)的底部设有排渣口(Il)0
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