CN105727637B - 复合型过滤组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及过滤器，特别涉及对气体进行过滤的复合型过滤组件。就目前空气净化器中过滤元件存在缺陷，本发明公开了复合型过滤组件，该过滤组件包括：内支撑体，所述内支撑体包括上支撑端、下支撑端和连接于上支撑端与下支撑端之间的骨架，上支撑端和下支撑端中至少一个为可拆卸端；过滤装置，该过滤装置套置于支撑本体上并轴向定位于所述上支撑端和下支撑端之间，该过滤装置的两端分别与上支撑端和下支撑端密封连接；所述过滤装置包括至少两层内外套接的滤筒，所述至少两层内外套接的滤筒的侧面分别由不同性能的过滤材料构成。该过滤组件过滤效果好，机械强度好，清洗方便。

Description

复合型过滤组件
技术领域
本发明涉及过滤器，特别涉及对气体进行过滤的复合型过滤组件。
背景技术
目前，现有的家庭用空气净化设备大多采用的是室内循环式空气净化器，体积小，不同品牌的设备过滤效果差距较大，国外进口空气过滤器虽然过滤效果较好，但通常价格动辄上万，且后期使用费用较高，一般普通家庭无法承受。目前，主流的家用室内空气过滤器除了能够过滤去除空气中超标的PM2.5以外，还能够兼顾去除室内空气中的甲醛等有毒有害气体，同时还具有消毒杀菌的作用。但往往功能越多的产品，所采用的动力设备消耗的功率更大，过滤效率更低。而其后期使用成本更高昂，为了保证每种功能都能正常运作都需定期更换专用的滤芯产品，无法实现再生利用，因此，亟需一种净化效率高，功能全，能够实现滤芯再生利用的空气净化产品，达到降低后期使用成本的目的。
发明内容
针对目前空气过滤器存在的缺陷，本发明提供了一种较好的复合型过滤组件。
本发明采用的技术方案是复合型过滤组件，该过滤组件包括：内支撑体，所述内支撑体包括上支撑端、下支撑端和连接于上支撑端与下支撑端之间的骨架，上支撑端和下支撑端中至少一个为可拆卸端；过滤装置，该过滤装置套置于支撑本体上并轴向定位于所述上支撑端和下支撑端之间，该过滤装置的两端分别与上支撑端和下支撑端密封连接；所述过滤装置包括至少两层内外套接的滤筒，所述至少两层内外套接的滤筒的侧面分别由不同性能的过滤材料构成。
让待过滤气体通过不同性能的过滤材料构成的过滤装置，实现多级过滤，该过滤装置包括至少两层内外套接的滤筒，至少两层内外套接的滤筒形成的结构将多级过滤一体化，以实现多种功能一体化，安装拆卸方便快捷，容易清洗，该复合型过滤组件可以达到至少2年更换一次，可以做到2-3个月对该复合型过滤组件进行清洗一次。
内支撑体的两端与过滤装置的两端除开口处用于将待过滤气体进入该过滤组件以外，过滤装置的两端与内支撑体的接触部位应该密封，使待过滤气体只能从过滤装置的有效过滤部分(即每个滤筒的侧面)流出所述过滤组件。上支撑端和下支撑端其中一个为可拆卸端，是为了方便将过滤装置安装于内支撑体上。
进一步的是，，所述内支撑体为侧面设置有空隙的筒状结构，所述过滤装置套装于该内支撑体上，该内支撑体一端面上开口；内支撑体内部设置有积灰板，所述内支撑体内侧设置有靠近开口的积灰板安装部，该积灰板通过所述积灰板安装部与内支撑体连接；所述积灰板为合页结构，该合页结构的转轴与积灰板安装部连接，所述内支撑体内侧设置有凸起，当合页向开口方向翻动，通过所述凸起阻止合页继续翻动以封闭开口。
这里的挡灰板为合页结构，可以是由两片半圆薄板及一根长圆轴组成，材质可以采用轻质不锈钢或塑料，挡灰板的具体形状应于内支撑体内部横截面形状相适配。在一般过滤器或空气净化器中均设置有风机，风机送风方向理应的朝向所述内支撑体上的开口，这里可以将开口设置在风机的上方，当风机运行，合页向内支撑体内部方向翻动使合页合拢或趋向合拢，风机停机，合页向开口方向翻动，通过所述凸起阻止合页继续翻动以封闭开口，这样通过设置在内支撑体上的积灰板，当风机将待过滤气体送入组件时，由于受到气体作用，积灰板的合页受力沿转轴向上翻动，使合页夹角近于0°，气体能够顺利通过所述开口进入该过滤组件内部或内支撑体内部，实现过滤。当需要更换或清洗组件时，风机停止送风，积灰板的合页受重力作用向下翻动，通过设置在内支撑体内侧凸起的阻挡，使合页夹角到达一角度值，如180°，而不再向下翻动，以将内支撑体上的开口进行封闭，其作用是避免在拆该过滤组件时，过滤装置内壁和内支撑体内壁上拦截的粉尘和毛发等杂物掉落至风机上，并附着在风机叶片上，对风机造成影响。
进一步的是，所述的积灰板安装部为一对中心对称的L形槽，该合页结构的转轴两端卡入该L形槽内，将所述积灰板固定于内支撑体内。
将设置积灰板安装部设置为L形槽是为了方便安装和定位，积灰板上的转轴两端通过L形槽上的周向槽装入，到位后沿周向槽旋转一定角度卡入L形槽上的竖向槽中，即安装到位，保证不会发生松动或掉落。
进一步的是，所述内支撑体的上支撑端为封闭端头，该封闭端头为盘状结构；所述内支撑体的下支撑端包括连接端头和分隔板，连接端头与分隔板活动连接，该连接端头为端面开口的筒状结构；该连接端头与所述封闭端头之间设置骨架，该骨架为笼式结构；所述积灰板安装部和所述凸起设置于该连接端头内侧；该过滤装置通过所述封闭端头和分隔板安装于内支撑体上并与封闭端头和分隔板密封连接。
分隔板设置于过滤器或空气净化器中，将过滤器或空气净化器分为原气腔和净气腔。将过滤装置套装在内支撑体上后，通过盘状的密封端头与分隔板将过滤装置安装在内支撑体上，它们的相对位置是：过滤装置中的滤筒皆轴向固定在密封端头与分隔板之间。上文所述的可拆卸端即为包括连接端头和分隔板的下支撑端。
进一步的是，所述封闭端头、连接端头和骨架为一体式结构或封闭端头和连接端头与骨架的连接处通过焊接连接。
这里内支撑体为金属材质时，这里可以将骨架与连接端头和封闭端头的连接处采用焊接连接。将内支撑体制成多个不同部件是为了方便制造以及安装。内支撑体也可制作为一体式的笼式结构，当内支撑体为非金属材料如塑料时，这是一种较优的选择。
进一步的是，所述连接端头外侧设置有螺纹，该连接端头通过螺纹与分隔板连接；封闭端头相对于连接骨架的另一端面上设置有把手或旋钮；所述的旋钮为梅花形旋钮；旋动所述旋钮使封闭端头与分隔板压紧所述环形密封件。
这里的连接端头外侧设置有螺纹，这里的螺纹连接实现连接端头与分隔板的密封连接，这里的螺纹可采用是密封管螺纹。当然，也可以采用其他方式，如在分隔板与过滤组件之间设置密封圈等方式实现密封。这里通过旋动旋钮将所述组件安装于分隔板上，对过滤装置施加适当压力，密封封闭端头与环形密封件之间的间隙。
进一步的是，所述封闭端头上设置有环形或圆形凸台，所述凸台端面与骨架连接。
通过在封闭端头上设置环形或圆形凸台，可以通过环形密封件自身的向内回复力将自身紧箍在该环形或圆形凸台上，增强过滤装置与封闭端头的密封。
进一步的是，所述过滤装置最内层为筛网结构的初等过滤层，该筛网结构紧密贴合于所述骨架上，该筛网结构通过焊接或/和粘结实现对该骨架的紧密贴合。
筛网结构的初等过滤层，通过设置筛网结构对待过滤气体中的大颗粒粉尘和毛发等杂物进行拦截。这里的所述的大颗粒粉尘可以为粒径大于2.5μm的颗粒。这里的筛网结构可以是采用不锈钢网或塑料网或纤维布等其中的一种。
进一步的是，从该过滤装置最内层向外的其中至少一层中设置有高效过滤元件层，待过滤气体经过该高效过滤元件层过滤时，单位体积气体中粒径满足a的颗粒物99.99％被拦截，其中，0.1μm≤a≤2.5μm；所述的高效过滤元件层为多孔金属间化合物过滤元件层，所述的多孔金属间化合物过滤元件层为纸型膜褶皱卷制成的筒状结构，所述纸型膜的厚度为5-200μm，气通量≥8000m3·kpa-1·m-2·h，孔径为1-10μm。
该多孔金属间化合物过滤元件过滤效率高，将其褶皱后卷制成筒状结构，增大该多孔金属间化合物过滤元件与气体的接触面，这样的折叠式结构，也节省所占空间，提高了该多孔金属间化合物过滤元件层的过滤效率。
进一步的是，在所述的过滤装置中，从高效过滤元件层向外的至少一层或该过滤装置的中间至少一层或该过滤装置最外层为吸附层；该吸附层为活性炭滤纸褶皱卷制成的筒状结构。
活性炭具有很强的吸附性，它是把硬木、果壳、骨头等放在密闭的容器中烧成炭再增加其孔隙后制成。可有效吸附各种废气，如苯、甲苯、二甲苯、甲醛、氨气、二氧化硫等。
本发明的有益效果是：
让待过滤气体通过不同性能的过滤材料构成的过滤装置，实现多级过滤，该过滤装置包括至少两层内外套接的滤筒，至少两层内外套接的滤筒形成的结构将多级过滤一体化，以实现多种功能一体化，安装拆卸方便快捷，容易清洗，该复合型过滤组件可以达到至少2年更换一次，可以做到2-3个月对该复合型过滤组件进行清洗一次。
附图说明
图1为实施例一空气净化器的复合型过滤组件结构示意图；
图2为复合型过滤组件外观正视示意图；
图3为拥有活性炭纸吸附层的滤筒结构示意图；
图4为拥有多孔金属间化合物过滤元件层的滤筒示意图；
图5为内支撑体以及过滤网的示意图；
图6为积灰板的正视示意图；
图7为积灰板的俯视示意图；
图8为积灰板的示意图；
图9为复合型过滤组件外观示意图；
图10为实施例二空气净化器的复合型过滤组件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图描述实施例对本发明做具体阐述。本实施例方式中，环形密封件为密封盖4。
实施例一：如图1-9，本实施例的复合型过滤组件设置于空气净化器内，该过滤组件与空气净化器中的分隔板11密封连接并设置于该分隔板11的一侧，该过滤组件包括内支撑体1，该内支撑体1与分隔板11连接；过滤装置，该过滤装置设置于内支撑体1上；该过滤装置包括三层内外套接的滤筒，具体是该装置由三个直径不一的滤筒从内向外或从外向内依次套装构成，形成三个滤筒套装后一体式的三层过滤装置，以实现该装置的分级过滤；过滤装置各层之间(滤筒之间)形成环形密封腔体，当然也可以让相邻的过滤层材料相接触。该过滤装置最内层为初等过滤层；在该过滤装置最内层与最外层之间的中间层为多孔金属间化合物过滤元件层3，待过滤气体经过该多孔金属间化合物过滤元件层3过滤时，单位体积气体中粒径满足a的颗粒物99.99％被拦截，其中，0.1μm≤a≤2.5μm。
每个滤筒上下端都设置有环形的密封盖4，该密封盖4可采用橡胶等材料。每个滤筒上同一端平面上的密封盖4之间紧密贴合，以实现所述过滤装置各层之间或滤筒之间形成环形密封腔体。这里的多孔金属间化合物过滤元件层3为折叠后表面呈褶皱状的纸型筒状结构，该纸型筒状结构的多孔金属间化合物过滤元件卷制成筒状时的接缝处采用焊接连接，与密封盖4的连接处采用粘接的方式连接。本实施例中所述纸型筒状结构的多孔金属间化合物过滤元件，所称纸型膜的厚度为5-200μm，该多孔金属间化合物过滤元件气通量≥8000m3·kpa-1·m-2·h，孔径为1-10μm。
内支撑体1内部设置有积灰板5，所述积灰板5为合页结构。
该积灰板5由两片半圆薄板501及一根长圆转轴502组成，材质可以采用轻质不锈钢或塑料，半圆薄板501直边设计有轴孔结构，且两片半圆薄板501的为互补形状，三者安装后可以自由折叠无卡顿现象。
内支撑体1靠近风机10一端设置有积灰板安装部6，积灰板5通过该积灰板安装部6与内支撑体1连接，这里的积灰板安装部为一对中心对称的L形槽，所述L形槽包括了周向槽601和竖向槽602，合页结构的积灰板转轴502通过L形槽的周向槽601装入，转动一定角度后，卡入竖向槽602，即安装到位，保证不会发生松动或掉落。
所述内支撑体1内侧设置有凸起，这里的凸起为两个对称的挡块7。
积灰板5的工作过程是：风机10运行，合页结构上的半圆薄板501向内支撑体1内部方向翻动使半圆薄板501合拢或趋向合拢，风机10停机，合页向开口方向翻动，通过所述两个对称的挡块7阻止合页继续翻动以封闭开口8。具体的是，两片半圆薄板501由于受力沿转轴502向上翻动，二者夹角近于0°，气体能够顺利通过开口8进入过滤组件内部或内支撑体1内部，实现过滤。当需要更换或清洗该过滤组件时，风机10停止送风，两片半圆薄板501受重力作用下向下翻动，通过挡块7的作用，使两片合页的夹角呈180°，将该过滤组件或内支撑体1的开口8进行封闭，其作用是避免在拆卸过滤组件时，过滤装置或内支撑体1内壁上拦截的粉尘和毛发等杂物掉落至空气净化器底部的风机10上，并附着在叶片上，对风机10造成影响。
具体的是，所述内支撑体1包括上支撑端和下支撑端，所述过滤装置套装于该内支撑体1上；该过滤组件相对应分隔板11的另一侧设置有风机10，该内支撑体1靠近风机10的一端开口8，该风机10设置于空气净化器底部。
上支撑端为封闭端头103，该封闭端头103为盘状结构；所述内支撑体1的下支撑端包括连接端头102和分隔板11，连接端头102与分隔板11活动连接，该连接端头102为端面开口8的筒状结构；该连接端头102与所述封闭端头103之间设置骨架101，该骨架101为笼式结构；所述积灰板安装部6和所述挡块7设置于该连接端头102内侧；该过滤装置通过所述封闭端头103和分隔板11安装于内支撑体1上并与封闭端头103和分隔板11密封连接。
具体的是，连接端头102和封闭端头103与骨架101通过焊接连接。该骨架101对连接端头102和封闭端头103进行支撑，这里的笼式骨架101由多根长圆柱体组成；该连接端头102设置于该内支撑体1靠近风机10处的一端1011，该连接端头102的一端面连接骨架101，另一端用于密封连接分隔板11，所述内支撑体1上所开口8即在该连接端头102上，这里的开口8即为待过滤气体进入过滤组件的进气口，这里的开口8设为圆形为较好的选择，所述L形槽和所述的挡块7均设置于连接端头102内侧；该封闭端头103为盘状结构，该封闭端头103设置于相对于该内支撑体1靠近风机10处的另一端1012，也就是骨架101的另一端，该封闭端头103的一端面与骨架101连接，另一端面上设置有梅花形旋钮1031。本实施例的内支撑体1采用金属材质，连接端头102的外侧设置有螺纹，通过旋转封闭端头103上的梅花形旋钮1031将内支撑体1安装于分隔板11上。(在连接端头102的外侧设置有螺纹，理应的在分隔板11上也应设置相适配的螺纹；当然该内支撑体1也可以设置为一体的笼式结构，即内支撑体1的两端为连接端头和封闭端头，在连接端头一侧开口。)
该骨架101外侧上，焊接有筛网结构的过滤网9，该过滤网卷制为拥有初等过滤层功能的滤筒。(除了焊接在骨架101外侧上，当然也可以采用粘接的方式。)本实施例的过滤网9采用不锈钢过滤网(除了采用不锈钢以外，还可以采用塑料、纤维布等材料)。这里的筛网结构的过滤网9也就是过滤装置的最内层，起到了对待过滤气体初次过滤的作用，主要是将气体中的大颗粒粉尘、毛发等拦截在过滤装置内侧表面或者过滤网9内侧表面，避免这些粉尘和毛发进入多孔金属间化合物过滤元件层3内，对该多孔金属间化合物过滤元件层3产生污染。
过滤装置的最外层为活性炭滤纸褶皱卷制的筒状结构，形成吸附层2。具体是，按照计算好的面积和筒状结构内外径将活性炭滤纸折叠成若干波浪形褶皱，并卷制成筒状结构，接缝处采用粘接，该筒状结构上下两端同样分别粘接密封盖4。
这样，筛网结构的过滤网9构成的初等过滤层、多孔金属间化合物过滤元件层3和活性炭纸构成的吸附层2便构成了三级过滤，将三层不同的功用组合为一体，形成了过滤效果较好的复合型过滤组件，使单位体积气体中粒径在0.1μm以上的颗粒物达到99.99％的拦截拦截率。该多孔金属间化合物过滤元件机械强度好，容易清洗。该复合型过滤组件可以至少2年更换一次，2-3个月对该复合型过滤组件进行清洗一次。
该复合型过滤组件的安装方式是，将过滤网9设置在骨架101上后，将有孔金属间化合物过滤元件层3滤筒与有活性炭纸构成的吸附层2滤筒依次套装在骨架上，旋动封闭端头103上的旋钮1031，通过连接端头102上的螺纹旋进分隔板11，通过分隔板11与盘状结构的封闭端头103将密封盖4压紧实现密封，完成安装。
实施例二：如图10，与实施例一不同的是，所述封闭端头103上设置环形或圆形凸台1032，所述凸台1032端面与骨架连接，密封盖4与该凸台1032侧面密封连接，通过密封盖4自身的向内回复力将自身紧箍在该凸台1032上，增强过滤装置与封闭端头103凸台1032密封。

Claims (9)

1.复合型过滤组件，其特征在于，该过滤组件包括：内支撑体(1)，所述内支撑体(1)包括上支撑端、下支撑端和连接于上支撑端与下支撑端之间的骨架(101)，上支撑端和下支撑端中至少一个为可拆卸端；过滤装置，该过滤装置套置于支撑本体上并轴向定位于所述上支撑端和下支撑端之间，该过滤装置的两端分别与上支撑端和下支撑端密封连接；所述过滤装置包括至少两层内外套接的滤筒，所述至少两层内外套接的滤筒的侧面分别由不同性能的过滤材料构成；所述内支撑体(1)为侧面设置有空隙的筒状结构，该内支撑体(1)一端面上开口(8)；内支撑体(1)内部设置有积灰板(5)，所述内支撑体(1)内侧设置有靠近开口(8)的积灰板安装部(6)，该积灰板(5)通过所述积灰板安装部(6)与内支撑体(1)连接；所述积灰板(5)为合页结构，该合页结构的转轴与积灰板安装部(6)连接，所述内支撑体(1)内侧设置有凸起，当合页向开口(8)方向翻动，通过所述凸起阻止合页继续翻动以封闭开口(8)。
2.根据权利要求1所述的复合型过滤组件，其特征在于，所述的积灰板安装部(6)为一对中心对称的L形槽，该合页结构的转轴两端卡入该L形槽内，将所述积灰板(5)固定于内支撑体(1)内。
3.根据权利要求1所述的复合型过滤组件，其特征在于，所述内支撑体(1)的上支撑端为封闭端头，该封闭端头为盘状结构；所述内支撑体(1)的下支撑端包括连接端头(102)和分隔板(11)，连接端头(102)与分隔板(11)活动连接，该连接端头(102)为端面开口(8)的筒状结构；该连接端头(102)与所述封闭端头之间设置骨架(101)，该骨架为笼式结构；所述积灰板安装部(6)和所述凸起设置于该连接端头(102)内侧；该过滤装置通过所述封闭端头(103)和分隔板(11)安装于内支撑体(1)上并与封闭端头(103)和分隔板(11)密封连接。
4.根据权利要求3所述的复合型过滤组件，其特征在于，所述封闭端头、连接端头(102)和骨架为一体式结构或封闭端头(103)和连接端头(102)与骨架(101)的连接处通过焊接连接。
5.根据权利要求3或4所述的复合型过滤组件，其特征在于，所述连接端头(102)外侧设置有螺纹，该连接端头(102)通过螺纹与分隔板(11)连接；封闭端头相对于连接骨架的另一端面上设置有把手或旋钮；所述的旋钮为梅花形旋钮(1031)；旋动所述旋钮(1031)使封闭端头(103)与分隔板(11)压紧环形密封件。
6.根据权利要求3或4所述的复合型过滤组件，其特征在于，所述封闭端头上设置有环形或圆形凸台(1032)，所述凸台(1032)端面与骨架(101)连接。
7.根据权利要求3或4所述的复合型过滤组件，其特征在于，所述过滤装置最内层为筛网结构的初等过滤层，该筛网结构紧密贴合于所述骨架(101)上，该筛网结构通过焊接或/和粘结实现对该骨架的紧密贴合。
8.根据权利要求1所述的复合型过滤组件，其特征在于，从该过滤装置最内层向外的其中至少一层中设置有高效过滤元件层，待过滤气体经过该高效过滤元件层过滤时，单位体积气体中粒径满足a的颗粒物99.99％被拦截，其中，0.1μm≤a≤2.5μm；所述的高效过滤元件层为多孔金属间化合物过滤元件层(3)，所述的多孔金属间化合物过滤元件层(3)为纸型膜褶皱卷制成的筒状结构，所述纸型膜的厚度为5-200μm，气通量≥8000m3·kpa-1·m-2·h，孔径为1-10μm。
9.根据权利要求8所述的复合型过滤组件，其特征在于，在所述的过滤装置中，从高效过滤元件层向外的至少一层或该过滤装置的中间至少一层或该过滤装置最外层为吸附层(2)；该吸附层(2)为活性炭滤纸褶皱卷制成的筒状结构。
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