CN103983002A - 滤芯更换装置、方法及新风机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滤芯更换装置、方法及新风机，装置包括：能容纳至少两个滤芯的滤芯储藏机构、能够驱动新的滤芯从滤芯储藏机构到达工作位置和驱动待更换的滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构的动力提供机构，滤芯储藏机构包括多个尺寸不小于滤芯的隔板，由隔板围成了容纳滤芯的容纳区域，且通过隔板将相邻的滤芯隔开。本发明中隔板围成了容纳新旧滤芯的容纳区域，还将各个相邻滤芯隔开，避免新旧滤芯相互靠近而导致旧滤芯上的污染颗粒对新滤芯的二次污染，而动力提供机构能够将未使用过的新滤芯送达工作位置，以执行空气过滤工作，也能够将需要更换的旧滤芯送回滤芯储藏机构中封存，因此减少了人工更换和清洗滤芯的次数，让使用者更加省心安心。

Description

滤芯更换装置、方法及新风机

技术领域

本发明涉及新风机技术，尤其涉及一种滤芯更换装置、方法及新风机。

背景技术

对于传统新风机来说，用于过滤空气的过滤滤芯(以下简称滤芯)通常是固定在新风机内部的某个位置。而滤芯属于消耗类的零部件，需要人工定期清洗或更换，其使用周期一般在3到6个月，如果处于空气污染比较严重的地区，则滤芯的更换则更加频繁，这就给使用者带来了一定的麻烦，尤其是吊顶式安装的新风机，其滤芯的频繁更换更让使用者感到不便。

为了解决这一问题，目前已出现了在新风机内自动更换滤芯的解决方案，能够延迟人工更换滤芯的时间，减少人工更换次数。但目前的此类滤芯更换装置仍存在着以下难以解决的技术问题：

1、缺乏对使用过的滤芯的隐藏存储，容易带来滤芯上的污染颗粒对未使用滤芯的二次污染；

2、在运动的定位准确性和顺畅性上有所欠缺；

3、新风机主机内部空间较小，而滤芯更换装置的运动机构占用空间较大，既不利于滤芯更换装置的运动机构的常规安装，又限制了可更换的滤芯的尺寸。

发明内容

本发明的目的是提出一种滤芯更换装置、方法及新风机，能够减少滤芯人工更换次数，有效储存使用过的滤芯，防止二次污染。

为实现上述目的，本发明提供了一种滤芯更换装置，包括：能容纳至少两个滤芯的滤芯储藏机构、能够驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置和驱动待更换的滤芯从工作位置回收到所述滤芯储藏机构的动力提供机构，所述滤芯储藏机构包括多个尺寸不小于所述滤芯的隔板，由所述隔板围成了容纳所述滤芯的容纳区域，且通过所述隔板将相邻的滤芯隔开。

进一步的，所述动力提供机构包括动力机构和传动机构，所述动力机构通过所述传动机构传递动力，驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置，以及驱动待更换的滤芯从工作位置回收到所述滤芯储藏机构。

进一步的，所述动力机构为具有静止力矩的电动机。

进一步的，所述具有静止力矩的电动机为步进电机。

进一步的，所述传动机构包括安装在所述滤芯上的齿条和安装在所述具有静止力矩的电动机的输出轴上的齿轮，所述齿轮和齿条相互啮合，通过所述齿轮的转动带动所述齿条及所述滤芯在所述滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

进一步的，所述传动机构包括安装在所述滤芯上的滑块和安装在所述具有静止力矩的电动机的输出轴上的曲柄，所述滑块和曲柄通过连杆连接，通过所述曲柄的圆周运动带动所述滑块及所述滤芯在所述滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

进一步的，所述传动机构包括安装在所述滤芯上的丝杠和安装在所述具有静止力矩的电动机的输出轴上的齿轮，所述齿轮与丝杠啮合，通过所述齿轮的转动带动所述丝杠及所述滤芯在所述滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

进一步的，所述具有静止力矩的电动机和传动机构均设于所述滤芯储藏机构的下方。

进一步的，还包括用于为所述滤芯运动引导方向的导向结构。

进一步的，所述导向结构为布置在所述滤芯的下方和/或上方的导轨，所述导轨与所述滤芯直接滑动接触或通过滚轮实现滚动接触。

进一步的，所述动力提供机构还包括对应于所述滤芯的工作位置的限位开关，在所述滤芯触碰所述限位开关时，所述电动机断电自锁。

进一步的，还包括集成电路控制模块，分别与各个滤芯所对应的独立的电动机电连接。

为实现上述目的，本发明提供了一种新风机，包括主机，其中在所述主机内部设有前述的滤芯更换装置，所述滤芯更换装置中的滤芯储藏机构的隔板和从所述滤芯储藏机构中到达工作位置的滤芯分别占据所述主机内部的部分纵向空间，或共同占据所述主机内部的全部纵向空间。

进一步的，所述滤芯的最大有效使用面积为所述主机内部纵向空间截面积的一半。

进一步的，所述新风机的下方设有隔音层，所述动力提供机构设置在所述隔音层内。

进一步的，所述新风机上还设有可拆卸的隔音挡板。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于前述的滤芯更换装置的滤芯更换方法，其中包括：

当处于工作位置的滤芯需要更换时，动力提供机构驱动待更换的滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构中；

然后，所述动力提供机构驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置，直至所述滤芯储藏机构内的所有滤芯全部使用完毕再统一更换。

基于上述技术方案，本发明的滤芯更换装置中设有包括多个宽度不小于滤芯的隔板的滤芯储藏机构，由隔板围成容纳新旧滤芯的容纳区域，而且隔板还将各个相邻滤芯隔开，从而避免新旧滤芯相互靠近而导致旧滤芯上的污染颗粒对新滤芯的二次污染，而动力提供机构能够将未使用过的新滤芯送达工作位置，以执行空气过滤工作，也能够将使用后需要更换的旧滤芯送回滤芯储藏机构中封存，因此减少了人工更换和清洗滤芯的次数，让使用者更加省心安心。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明滤芯更换装置的一实施例的机构示意图。

图2为安装了本发明滤芯更换装置的新风机去掉前挡板的整体结构示意图。

图3为安装了本发明滤芯更换装置的新风机去掉顶盖和前挡板的结构示意图。

图4、5分别为本发明滤芯更换装置实施例的俯视和前视图。

图6为图5中圆圈部分的放大图。

图7、8分别为本发明滤芯更换装置实施例中一种动力提供机构实现方式的侧视和仰视图。

图9为本发明滤芯更换装置实施例的电路原理示意图。

图10-13为本发明滤芯更换装置实施例中另一种动力提供机构的实现方式的不同角度的运动状态图。

图14为本发明滤芯更换装置实施例中又一种动力提供机构的实现方式的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，为本发明滤芯更换装置的一实施例的结构示意图，在本实施例中，滤芯更换装置主要包括两个机构，分别为滤芯储藏机构和动力提供机构。其中，滤芯储藏机构能够容纳至少两个滤芯，为更换前的新滤芯和更换后的旧滤芯提供容纳区域。从图1中可以看到，滤芯储藏机构包括多个尺寸不小于滤芯的隔板1，由这些隔板1围成了容纳滤芯的容纳区域，且通过隔板1将相邻的滤芯隔开。这里要求隔板的尺寸不能小于滤芯，以使得隔板能够完全覆盖滤芯，避免露出部分滤芯，降低滤芯之间的防二次污染效果。

滤芯5a、5b、5c就是图1中隔板之间容纳的、能够对通过新风机的空气进行过滤的过滤组件，其形式可以是单独的常规滤芯，也可以是多个滤芯组合而成的滤芯结构；对于组合的滤芯结构，既可以是相同功能滤芯的组合，也可以是不同功能滤芯的组合；滤芯可以是网状结构，也可以是其它结构例如活性炭等。

图1中所示出的滤芯包括四级，其更换次序可以设定为从左到右，因此滤芯5a是被更换下来的旧滤芯，而滤芯5b是正处于工作位置、发挥过滤作用的滤芯，剩余的滤芯5c则是尚未使用的新滤芯，待滤芯5b使用完后再被更换。利用隔板1可以将新旧滤芯隔开，从而避免新旧滤芯相互靠近而导致旧滤芯上的污染颗粒对新滤芯的二次污染。

为了完成这些滤芯的次序更换，动力提供机构需要驱动新的滤芯从滤芯储藏机构到达工作位置，也需要驱动待更换的滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构中。动力提供机构可以有很多种形式，较常见的是包括动力机构和传动机构的动力提供机构，即由动力机构通过传动机构传递动力，驱动新的滤芯从滤芯储藏机构到达工作位置，以及驱动待更换的滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构。动力提供机构可由控制器的控制程序来实现自动控制，也可由使用者发出指令来实现更换，例如利用遥控器遥控的形式来操作动力机构启动等。

从图5-8中可以看到动力机构和传动机构的一种具体结构形式，即动力机构为具有静止力矩的电动机7，由电动机7的正转反转来使滤芯5在滤芯储藏机构和工作位置之间移动。电动机7可选择各种具有静止力矩的电机形式，可以在电机不工作时电机轴带有力矩，以避免滤芯活动，优选步进电机。

图6-8可以清楚的看到传动机构包括安装在滤芯5上的齿条8和安装在具有静止力矩的电动机7的输出轴上的齿轮9，齿轮9和齿条8相互啮合，通过齿轮9的转动带动齿条8及滤芯5在滤芯储藏机构和工作位置之间移动。电动机7和齿轮9均可以设于滤芯储藏机构的下方，而将齿条8安装在滤芯5的下表面。齿条8也可以直接作为滤芯5的一部分一体制造，即滤芯5本身就带有齿条8，这样就省去了齿条8的安装，方便使用者安装。

利用电动机7的正转或反转，可以将未使用过的新滤芯送达工作位置，以执行空气过滤工作，也能够将使用后需要更换的旧滤芯送回滤芯储藏机构中封存，因此减少了人工更换和清洗滤芯的次数，让使用者更加省心安心。

除了图6-8所示的齿轮齿条的传动机构形式之外，还可以采用其他的形式，例如图10-13的曲柄滑块机构，即曲柄14与电动机7的电机轴连接，能够由电动机7带动曲柄14围绕电机轴转动，在滤芯的一侧可以设置滑块15，滑块15与曲柄14可通过连杆16连接。在图10的滤芯初始位置，电动机7使曲柄14转动，而曲柄14又通过连杆16推动滑块15以指向滤芯的工作位置的方向移动，安装在滤芯上的滑块15又带动了滤芯向工作位置移动。经过图11、12的工作过程，滤芯最终到达了靠右侧的工作位置。传动机构也可以采用图14所示的齿轮和丝杠的配合形式，即齿轮13安装在电动机7的电机轴上，丝杠17固定安装在滤芯的底部，齿轮13由电动机7带动而转动，通过齿轮13的转动，带动啮合的丝杠17及滤芯5在滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

滤芯需要在工作位置和滤芯储藏机构之间移动，而为了使滤芯能够按照预定路径移动，还可以增加为滤芯运动引导方向的导向结构。参见图3、4，导向结构可选用布置在滤芯5的下方和/或上方的导轨6，导轨6与滤芯5直接滑动接触或通过滚轮实现滚动接触。导轨6除了可以实现有效导向，还可以减少摩擦力，使得滤芯能够准确、顺畅的移动到所需位置进行工作。

为了使滤芯在移动到工作位置时能够自动停止，如图9所示，在时动力提供机构中还可以增加对应于滤芯的工作位置的限位开关11，当滤芯移动触碰限位开关11时，电动机断电自锁，从而使滤芯稳定的保持在工作位置上。从图9中可以看到，为了方便每个滤芯的控制，可以为每个滤芯分别设置对应的独立电动机，并由集成电路控制模块12进行集中控制，从而协调先回收旧的滤芯，再送新的滤芯到工作位置。

本发明的上述滤芯更换装置的实施例适合应用在各种使用新风机的电气设备中，图1-5就示出了一种新风机，包括主机2，在主机2上还有多个通风口4，在主机2内部设有供空气流动的通道，滤芯更换装置就设置在主机2内部，从图中可以看到，滤芯储藏机构的隔板1占据了主机2内部的部分纵向空间，而从滤芯储藏机构中到达工作位置的滤芯5b则占据主机内部的剩余部分纵向空间，从而隔板1和工作位置的滤芯5b共同占据了主机内部的全部纵向空间。这样就使得流过新风机的空气能够经过滤芯5b而得到过滤。在另一实施例中，也可由滤芯储藏机构的隔板和从滤芯储藏机构中到达工作位置的滤芯各分别占据主机内部的部分纵向空间。

从图4中可以清楚地看到当所有滤芯均未处于工作位置时，留出的通道可以使没经过过滤的空气直接通过新风机，换句话说，新风机可以利用这个通道起到通风机的作用，从而直接将对新鲜空气进行直接的输送。

为了使滤芯能够更大程度的发挥过滤功能，优选使滤芯的最大有效使用面积为主机内部纵向空间截面积Q的一半，即Q/2。考虑到通风时避免出现滤芯与隔板之间的间隙，也可以适当增加隔板的面积来保证通风过滤的密闭性。

从图1-3可以看到，主机2的下方还可以设置隔音层3，隔音层3主要起到隔音作用，而为了减少空间占用，可以将动力提供机构设置在隔音层3内，具体可参考图5。对于图6、7所示的动力机构和传动机构，可以将齿轮9、电动机7、导轨6等设置在隔音层3内。由于隔音层是新风机的常用结构，因此利用隔音层的空间来设置动力提供机构等可以有效的提高新风机主机内部的空间利用率。

参考图2，使用者在进行人工安装或拆卸滤芯时，需要从新风机靠近滤芯储藏机构的一侧进行操作。相应的，为了方便使用者操作，可以在此侧设置可拆卸的隔音挡板。隔音挡板不仅能够实现隔音效果，也方便用户在拆卸隔音挡板后对滤芯进行人工安装和拆卸更换。

在前述的各个滤芯更换装置实施例的基础上，滤芯更换方法的基本流程包括：当处于工作位置的滤芯需要更换时，动力提供机构驱动待更换的滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构中；然后，所述动力提供机构驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置，直至所述滤芯储藏机构内的所有滤芯全部使用完毕再统一更换。

下面以图9所示的四级滤芯的滤芯更换装置实例来说明一下具体的滤芯更换流程。为了方便描述，该滤芯更换装置实例的滤芯储藏机构的形式可参考图1-3，动力提供机构的形式可参考图6-8。

在安装具有滤芯储藏机构的新风机厚，滤芯储藏机构中可以没有设置任何滤芯，也可以先预装好未使用的四个滤芯，如果没有设置任何滤芯，则可由使用者拆卸下靠近滤芯储藏机构一侧的隔音挡板，将四个未使用的滤芯安装在滤芯储藏机构的各个隔板之间。考虑到齿轮齿条配合的传动机构，使用者可以选择底部具有齿条结构的滤芯，也可以在滤芯底部安装齿条，然后在安装时使齿条与齿轮处于啮合状态，以便能够产生良好稳定的传动作用。

在四个未使用的滤芯均处于滤芯储藏机构内的初始状态，使用者可以利用新风机的主机内部的空间进行直接通风，当需要对空气过滤时，集成电路控制模块可以控制滤芯一对应的电动机一启动，电机轴带动齿轮转动，而齿轮的转动通过与齿条的啮合转换成滤芯在沿齿条长度方向上的移动，在移动进行中，滤芯一匀速靠近工作位置，即能够实现过滤空气的工作位置，当到达工作位置时，滤芯一会接触到与该工作位置对应的限位开关，限位开关会断开电动机一的通电连接。电动机一断电自锁后，就将滤芯固定在了工作位置。

当集成电路控制模块检测到正在使用的滤芯已达到需要更换的程度，或者集成电路控制模块接收到使用者要求更换滤芯的指令等，集成电路控制模块启动电动机一，电机轴带动齿轮反转，使该使用过的旧滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构中。然后，集成电路控制模块控制相邻的滤芯二对应的电动机二启动，电机轴带动齿轮转动，将新的滤芯二移动到工作位置继续空气过滤工作。

同理，滤芯三、四的更换与滤芯一、二的相同，当四个滤芯均已使用完毕并回收到滤芯储藏机构后，使用者可以再次拆卸下靠近滤芯储藏机构一侧的隔音挡板，将四个使用过的旧滤芯取出，更换四个新的滤芯，并重复上述的自动更换过程。

通过上述说明，可以理解本发明滤芯更换装置、方法及新风机相比于现有技术，至少具有以下的优点之一：

1、通过滤芯储藏机构的隔板将滤芯分隔开，避免新旧滤芯相互靠近而导致旧滤芯上的污染颗粒对新滤芯的二次污染；

2、利用隔音层安装动力提供机构，可以有效利用新风机内部有限的空间，提高空间利用率；

3、设置滤芯的最大有效使用面积为主机内部纵向空间截面积的一半，可以使滤芯的有效面积最大化；

4、通过导向结构的设置，尤其是导轨形式，可以实现有效导向，还可以减少摩擦力，使得滤芯能够准确、顺畅的移动到所需位置进行工作；

5、通过限位开关及集成电路控制模块的设置，实现滤芯更换的自动化；

6、选择具有静止力矩的电动机，能够在电动机不工作时电机轴带有力矩，以避免滤芯活动。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (17)

1.一种滤芯更换装置，其特征在于，包括：能容纳至少两个滤芯的滤芯储藏机构、能够驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置和驱动待更换的滤芯从工作位置回收到所述滤芯储藏机构的动力提供机构，所述滤芯储藏机构包括多个尺寸不小于所述滤芯的隔板，由所述隔板围成了容纳所述滤芯的容纳区域，且通过所述隔板将相邻的滤芯隔开。

2.根据权利要求1所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述动力提供机构包括动力机构和传动机构，所述动力机构通过所述传动机构传递动力，驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置，以及驱动待更换的滤芯从工作位置回收到所述滤芯储藏机构。

3.根据权利要求2所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述动力机构为具有静止力矩的电动机。

4.根据权利要求3所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述具有静止力矩的电动机为步进电机。

5.根据权利要求3所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述传动机构包括安装在所述滤芯上的齿条和安装在所述具有静止力矩的电动机的输出轴上的齿轮，所述齿轮和齿条相互啮合，通过所述齿轮的转动带动所述齿条及所述滤芯在所述滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

6.根据权利要求3所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述传动机构包括安装在所述滤芯上的滑块和安装在所述具有静止力矩的电动机的输出轴上的曲柄，所述滑块和曲柄通过连杆连接，通过所述曲柄的圆周运动带动所述滑块及所述滤芯在所述滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

7.根据权利要求3所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述传动机构包括安装在所述滤芯上的丝杠和安装在所述具有静止力矩的电动机的输出轴上的齿轮，所述齿轮与丝杠啮合，通过所述齿轮的转动带动所述丝杠及所述滤芯在所述滤芯储藏机构和工作位置之间移动。

8.根据权利要求5或6或7所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述具有静止力矩的电动机和传动机构均设于所述滤芯储藏机构的下方。

9.根据权利要求2所述的滤芯更换装置，其特征在于，还包括用于为所述滤芯运动引导方向的导向结构。

10.根据权利要求9所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述导向结构为布置在所述滤芯的下方和/或上方的导轨，所述导轨与所述滤芯直接滑动接触或通过滚轮实现滚动接触。

11.根据权利要求3所述的滤芯更换装置，其特征在于，所述动力提供机构还包括对应于所述滤芯的工作位置的限位开关，在所述滤芯触碰所述限位开关时，所述电动机断电自锁。

12.根据权利要求3所述滤芯更换装置，其特征在于，还包括集成电路控制模块，分别与各个滤芯所对应的独立的电动机电连接。

13.一种新风机，包括主机，其特征在于，在所述主机内部设有权利要求1～12任一所述的滤芯更换装置，所述滤芯更换装置中的滤芯储藏机构的隔板和从所述滤芯储藏机构中到达工作位置的滤芯分别占据所述主机内部的部分纵向空间，或共同占据所述主机内部的全部纵向空间。

14.根据权利要求13所述的新风机，其特征在于，所述滤芯的最大有效使用面积为所述主机内部纵向空间截面积的一半。

15.根据权利要求13所述的新风机，其特征在于，所述新风机的下方设有隔音层，所述动力提供机构设置在所述隔音层内。

16.根据权利要求15所述的新风机，其特征在于，所述新风机上还设有可拆卸的隔音挡板。

17.一种基于权利要求1～12任一所述的滤芯更换装置的滤芯更换方法，其特征在于，包括：

当处于工作位置的滤芯需要更换时，动力提供机构驱动待更换的滤芯从工作位置回收到滤芯储藏机构中；

然后，所述动力提供机构驱动新的滤芯从所述滤芯储藏机构到达工作位置，直至所述滤芯储藏机构内的所有滤芯全部使用完毕再统一更换。