CN106334400A - 垂直筛板式空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垂直筛板式空气净化装置，属于空气净化装置技术领域，包括净化器本体、设置在进气口处的初滤芯、设置在出气口处的风机，在净化器本体内沿气体流动方向逐级设有若干层垂直筛板，垂直筛板内盛装有用于净化气体的净化液，各层垂直筛板间通过与加液口连通的加液装置进行补液，加液口设置在第一层垂直筛板上方，最后一层垂直筛板下方设有通过电机与加液装置连通的水箱，对应水箱下壁面的净化器本体上设有出液口，还设有反洗装置；净化液含有效触媒。本发明结构简单，维护简易，成本低，空气与净化液接触机会多，压降波动小，操作稳定，处理能力强。

Description

垂直筛板式空气净化装置

技术领域

本发明涉及一种垂直筛板式空气净化装置，属于空气净化装置技术领域。

背景技术

家庭装修中，人们非常强调环保装修，但是环保装修并不等于完全杜绝有害物质，家庭装修后，装饰材料中有毒气体的释放周期一般都在5～10年，残留时间长，危害性大，为了消除装修中的有害气体，市面上出现了很多采用喷、涂、遮盖、稀释等方法的消除剂、除味剂等，但大多是化工原料，使用后既不能消除有害气体残留，还会产生二次污染；臭氧消毒、负离子发生器有抑制细菌病毒生长、消除异味、清洁空气的作用，但无助于消除空气中原有的污染物质。

随着社会经济的快速发展，汽车已成为人们日常生活不可或缺的主要交通工具，汽车的大量普及以及车内装饰的高档化、多样化，车内装饰材料和汽车发动机等部件产生的空气污染已经得到人们的广泛关注，调查显示，汽车装饰材料和汽车零部件所产生的多种挥发性物质，如苯、甲醛、碳氢化合物等有机或无极化合物，对人体健康造成严重影响，特别是由于车窗、车门紧闭形成的密闭空间，加剧了危害的严重程度，这些污染物质排放到外部空间，对城市大气环境也带来一定负作用。

雾霾是一种对人体健康和社会生产生活有着严重危害的大气污染现象，雾霾形成的根源有外因和内因两方面的因素，外因包括环境温度、湿度、气压和风速等自然因素，内因主要是人类工农业生产、日常生活活动所致，比如工业燃煤导致的多种污染物排放，机动车行驶导致的路面扬尘和尾气排放，城市建筑业导致的建筑物扬尘等，雾霾成分比较复杂，主要是一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫化物等无机物和有机物、微米级颗粒物组成，由于微米级颗粒物的反重力性和正电性，因而可以长时间悬浮于空气中，特别易滞留于湿度大、空气不流动的区域，形成雾霾。

雾霾对人体健康带来威胁，对城市交通、工农业生产、商业活动及经济发展造成严重影响，针对日益严重的雾霾天气，科技界、商业团体、公司提出了各种防治雾霾及空气污染的方法和措施，虽对改善空气质量有一定的促进作用，但不能从根本上解决产生雾霾的自然现象，而只能在人类重要活动的部分有限空间实施对空气的净化。目前在许多公共场所，如候车室、影院、餐厅，以及对食品安全产生影响的生产加工场所，应用净化空气的产品并没有得到广泛的推广使用。

人类有90%的时间是在室内工作和生活的，其中60%左右的时间是在家里，空气质量与人们的健康密不可分，良好的空气是人们健康生活的基本保障，随着人口密度的不断提升，空气质量越来越受到人们的关注，在人类的生存空间不断遭受各种污染威胁的今天，防止甲醛、铅、甲苯、乙苯、二甲苯等有害物质在空气中的扩散和蔓延，降低有害物质对身体的侵害和潜在的健康隐患，有一个健康洁净的居住环境，是亟需解决的技术难题。

时下清除室内空气残留污染物质的首选是活性炭，他具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择地吸附空气中的各种有害物质，以达到消毒除臭的目的，但活性炭取自煤炭，限于国家对能源的保护以及其制备成本较高，消耗大，不能大规模普及，因而得不到广泛使用，使用较多的是空气净化器。

空气净化器主要靠吸附性装置以及空气净化剂来净化空气，常用的空气净化剂有三种：一是采用香精配制而成，这种方法只能用香味掩盖臭味，并不能分解臭气，臭气成分仍然对人体产生危害；第二种是采用纯化工原料配置，虽然可以分解臭气，但产品单一，仅能消除一些常见的臭气成分，另外反应后的产物需要做二次处理，会对环境造成二次污染，而且安全性能差，不易运输和保存；第三种是采用生物制剂，含大量的生物菌种，投放到臭气散发区域能耐分解臭气，安全性高，但是分解速度慢，需要较长的分解时间，而且菌种需要附着在载体上，对于在空间中除臭难以实施。

鉴于环境空气污染源多，污染成分复杂，但空气净化器的净化作用单一、使用面窄、使用场合无法扩展的问题，需要研制一种新型的空气净化装置，以适应市场需求。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种垂直筛板式空气净化装置，可净化含有多种有害成分污染空气，杀菌作用强，使用范围广。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种垂直筛板式空气净化装置，包括净化器本体、设置在净化器本体进气口处的初滤芯、设置在净化器本体出气口处的风机，在净化器本体内沿气体流动方向逐级设有若干层垂直筛板，垂直筛板内盛装有用于净化气体的净化液，各层垂直筛板间通过与加液口连通的加液装置进行补液，加液口设置在第一层垂直筛板上方，最后一层垂直筛板下方设有通过电机与加液装置连通的水箱，对应水箱下壁面的净化器本体上设有出液口。

本发明技术方案的进一步改进在于：加液装置包括贯通各层垂直筛板并与加液口连通的加液管、设置在加液管上并对应各层垂直筛板的流液口、设置在流液口处的用于控制相应层垂直筛板加液的电磁阀，加液管通过电机与水箱连通。

本发明技术方案的进一步改进在于：初滤芯为筒状折叠纸质滤芯。

本发明技术方案的进一步改进在于：垂直筛板包括支撑板、设置在支撑板上的顶部封闭底部开口的筛帽、设置在筛帽上的气孔，气孔直径为0.01～0.8mm，气孔间距为0.1～2.0mm，气孔的开孔率为80～90%。

本发明技术方案的进一步改进在于：支撑板为圆形、矩形、椭圆形、三角形或梯形。

本发明技术方案的进一步改进在于：筛帽与支撑板一体成型，或者筛帽通过设置在其底部边沿向外延伸的若干个耳片与支撑板固定连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：筛帽为筒形，筛帽顶为尖顶、弧顶或平顶。

本发明技术方案的进一步改进在于：净化液按照下述重量份数的原料混合而成：纳米二氧化钛：4～6份，纳米二氧化硅：1～3份，纳米二氧化锆：1～3份，纳米银粒子2～4份，三聚氰胺：3～10份，聚乙二醇：15～25份，氯化钠：3～10份，聚氧乙烯：15～25份，植物提取物1.5～3份，水：50～70份。

本发明技术方案的进一步改进在于：纳米二氧化钛的粒径在5～20纳米，纳米二氧化硅的粒径在6～20纳米，纳米二氧化锆的粒径在8～15纳米，纳米银粒子的粒径在30～60纳米，水为蒸馏水或去离子水，植物提取物为仙人掌提取液、柠檬提取液、芦荟提取液、薄荷提取液、艾草提取液中的一种或多种。

本发明技术方案的进一步改进在于：还设有反洗装置，反洗装置为气动式反洗装置或振动式反洗装置，位于上一层的垂直筛板上都设有与下一层垂直筛板相连通的溢流管，最后一层垂直筛板的溢流管连通水箱；

气动式反洗装置包括设置在净化器本体上并与净化器本体的出气口相连通的高压进气管、设置在位于高压进气管上方的出气管内的空气截断阀；

振动式反洗装置包括设置在净化器本体内部的振动器、与振动器连接的振动开关，所有支撑板与净化器本体的内接触壁上均设有缓冲层。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

鉴于制造成本和使用成本，在净化器本体进气口处设有初滤芯，用于过滤空气中的大颗粒杂质。初滤芯为筒状滤芯，优选折叠形纸质空气滤芯，属于粗滤范畴，纸质滤芯具有良好的通用性能，且成本低；折叠式过滤芯，过滤量大，对粘度高，对含固量（大颗粒杂质）大的气体过滤尤为适用。折叠形式的纸质滤芯，过滤纸由折叠机加工成不同尺寸的折率，并通过高温烘烤成形，最终制成不同规格的柱形滤芯或筒形滤芯，有效增加了滤芯表面积，显著提高了过滤量和杂质截留，过滤效果好，过滤效率高，同时使用寿命长，经济效益显著。

本专利申请采用多层垂直筛板设置，利于空气与净化液的充分接触以除去空气中的杂质，不仅限于固体颗粒物。在空气流动速度不同的时候，二者也能充分接触以除杂。当空气流动速度慢时，底层的垂直筛板可将空气净化，当空气流动速度快时，空气沿着垂直筛板从底层向顶层走，将空气净化。垂直筛板形状选择范围广，便于匹配净化器本体的外壳。筛帽顶为尖顶、弧顶或平顶，尖顶、弧顶增强接触面积，平顶易于加工。

本专利申请中的筛帽上的气孔开孔率为80～90%，开孔率即筛帽侧面上所有气孔的孔面积与筛帽的侧面面积之比，开孔率大，气泡与液体接面积多，接触率高，净化率高；气孔分布形式为交错设计，不限于直线形状，便于提供较大的开孔率，利于空气与净化液接触。筛帽与支撑板可以一体成型，便于机械加工，也可以通过耳片连接，非一体成型，可以更换不同内径的筛帽或不同孔径的气孔，便于根据实际情况选用。

净化液含有有效触媒（光触媒），用以加快空气中小分子杂质的化合去除。净化液具有原料配伍合理、制备成本低，使用方便、清洁效果好等特点，纳米二氧化钛具有很强的吸附性，可以将空气中的苯、甲醛等有害气体吸附到其表面，只需微弱的紫外线照射就可以激发纳米二氧化钛或纳米二氧化锆，产生杀菌、抗菌、分解有害气体的作用，加快了空气中小分子杂质的化合去除。本专利申请的净化液杀菌率达到95%以上，有害气体净化率达到93%以上。

纳米二氧化硅能提高配伍材料抗老化、强度和耐化学性能，使净化液具有超强的耐酸、耐碱、耐高温性能，并可提高净化液视觉透明的状态，便于间接观测到空气质量的优劣，同时纳米二氧化硅吸附性能好，有效吸附、吸收空气中的带电污染颗粒，迅速降低空气中的二氧化硫、氮氧化物，甲醛、氯苯等有害气体的浓度，净化效果强，无污染、无毒副作用，有效杀菌、抗菌、分解有害物质。

净化液含有的被纳米二氧化硅均匀分布的纳米银粒子，因此即使在纳米银粒子含量很少的条件下，该净化液仍具有光谱杀菌性强，空气净化效果好的优点。

纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锆的形态可以是固态、液态、胶体状、糊状，纳米二氧化钛为金红石型、锐钛型、板钛型、非晶型的一种或几种；纳米银离子可以是银单质、银氧化物、银硫化物或含银离子的水溶液中的一种或几种。

净化液中还含有植物提取物，植物提取物可以为芦荟提取液、桂花提取液、仙人掌提取液、柠檬提取液、薄荷提取液、艾草提取液中的一种或多种，植物提取物无毒、无害、无刺激、纯天然，具有除臭和抗菌作用，可有效消除空气中的不良气味，增加清新气氛。芦荟提取液的制作方法是将芦荟干燥后用机械绞碎，装入80～120μm孔径的滤纸筒过滤，加入无水乙醇索氏抽提3～5小时，进行浓缩，得到芦荟提取液，桂花提取液、仙人掌提取液、柠檬提取液、薄荷提取液、艾草提取液也是采用此方法制备。本专利申请的净化液不仅可以用在空气净化器中，还可以喷洒在居室或涂抹在家具上，实用性强，适用范围广。

当净化装置中净化液不多或定期更换需要加液时，通过加液装置进行补充，可直接通过加液口加入，也可以通过电机抽取水箱内的净化液进行加入，最后通过出液口定期排出更换。每层垂直筛板处的电磁阀控制相应层净化液的加入，并可选择需要加液的层数，在空气质量较高或不需要使用所有垂直筛板的情况下，可以单独选用任意一个或任意几个垂直筛板，加液平缓，加液量易于控制；净化液定期更换，洁净健康。

本专利申请的净化液使用面广，不但可用于居所、家居，还可广泛应用于人类商业活动的公共场所，如车站、学校、医院、商场、企事业单位，以及粮食、饲料、餐饮业等关乎食品安全的生产加工场所的空气净化。

由于筛帽上的气孔直径较小，使用一段时间后，会有气孔堵塞的问题，影响气体净化和净化后的气体排放，因此设有气动式或振动式的反洗装置，多重选择使用，具有反洗效果好，反洗效率高的特点，有效提高本专利的使用寿命、净化效率和净化效果。

本专利申请结构简单，制作简便，维护简易，成本低廉，使用时无气泡堵塞净化后气体的排出，空气与净化液接触机会多，不受空气流速的限制，在低流速空气下二者也能充分接触，净化器的空间利用率高，压降波动小，操作稳定，处理能力强。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图；

图3是本发明实施例2的垂直筛板的结构示意图；

其中，1、初滤芯，2、风机，4、净化液，41、振动器，42、振动开关，43、缓冲层，51、加液管，52、电磁阀，6、加液口，7、出液口，31、支撑板，32、筛帽，33、气孔，34、耳片，80、溢流管，81、进气管，82、空气截断阀，83、水箱，84、电机。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1所示，一种垂直筛板式空气净化装置，包括净化器本体、设置在净化器本体进气口处的初滤芯1、设置在净化器本体出气口处的风机2，在净化器本体内沿气体流动方向逐级设有若干层垂直筛板，垂直筛板内盛装有用于净化气体的净化液4，各层垂直筛板间通过与加液口6连通的加液装置进行补液。

加液装置包括贯通各层垂直筛板并与加液口6连通的加液管51、设置在加液管51上并对应各层垂直筛板的流液口、设置在流液口处的用于控制相应层垂直筛板加液的电磁阀52，加液管51通过电机84与水箱83连通。

加液口6设置在第一层垂直筛板上方，最后一层垂直筛板下方设有通过电机84与加液装置连通的水箱83，对应水箱下壁面83的净化器本体上设有出液口7，初滤芯1为折叠纸质空气滤芯，滤芯为筒状，纸质为微孔滤纸。

垂直筛板包括支撑板31、设置在支撑板31上的顶部封闭底部开口的筛帽32、设置在筛帽32上的气孔33，气孔33直径为0.01～0.8mm，气孔33间距为0.1～2.0mm，气孔33分布形式为交错设计，气孔33的开孔率为80～90%，支撑板31为圆形、矩形、椭圆形、三角形或梯形，筛帽32与支撑板31一体成型，筛帽32为筒形，筛帽32的顶为平顶。

净化液4按照下述重量份数的原料混合而成：纳米二氧化钛：4～6份，纳米二氧化硅：1～3份，纳米二氧化锆：1～3份，纳米银粒子2～4份，三聚氰胺：3～10份，聚乙二醇：15～25份，氯化钠：3～10份，聚氧乙烯：15～25份，植物提取物1.5～3份，水：50～70份。

纳米二氧化钛的粒径在5～20纳米，纳米二氧化硅的粒径在6～20纳米，纳米二氧化锆的粒径在8～15纳米，纳米银粒子的粒径在30～60纳米，水为蒸馏水，植物提取物为仙人掌提取液、柠檬提取液、芦荟提取液、薄荷提取液、艾草提取液中的一种或多种。

还设有反洗装置，反洗装置为气动式反洗装置。气动式反洗装置包括设置在净化器本体上并与净化器本体的出气口相连通的高压进气管81、设置在位于高压进气管81上方的出气管内的空气截断阀82。位于上一层的垂直筛板上都设有与下一层垂直筛板相连通的溢流管80，最后一层垂直筛板的溢流管80连通水箱83，通过溢流管80实现净化液的逐层向下流。

使用时，将净化液4通过与加液口6连通的加液管51进行补液，打开各层垂直筛板对应的电磁阀52，或者可以设置一个控制各层电磁阀52的总阀，确保净化液4可以按需流入各层垂直筛板内，可以每层都流入，也可以只流入需要的几层，最后净化液4存入水箱83内，电机84通过加液管51抽取水箱83内净化液4受相应层的电磁阀52控制进行加液。由于气孔33直径较小，净化液4可以存贮在支撑板31上并在气孔33上形成水封，确保不会往下掉落。启动净化器本体的开关，需净化的空气从进气口处进入，首先经过初滤芯1过滤，然后逐层通过相应层的垂直筛板的气孔33，经过净化液4净化后，空气继续经上层垂直筛板过滤直至经风机2从出气口处排出。使用一段时间后的净化液4可以从出液口7排出。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：如图2和图3所示，筛帽32通过设置在其底部边沿向外延伸的若干个耳片34与支撑板31连接，筛帽32弧顶或尖顶。气孔33直径为0.11～0.4mm，气孔33间距为0.5～1.0mm，气孔33分布形式为交错设计，气孔33的开孔率为85～90%。

反洗装置为振动形式的反洗装置，包括设置在净化器本体内部的蜂鸣振动器41、与振动器41连接的振动开关42，所有支撑板31与净化器本体的内接触壁上设有橡胶材质或聚乙烯材质的缓冲层43，接通振动开关42，通过振动器41带动净化器本体左右晃动，实现净化液4的水平波动来实现气孔33的反洗功能。

实施例3

本实施例与实施例1的区别是：电机为双向电机，电机正转时实现净化液加入功能，电机反转时实现反冲洗功能，双向电机反转时通过与电机连接的回液管连接对应各层垂直筛板的回液口，这样通过净化器本体内部净化液4的自循环流动，将气孔33积累的杂质清除。

实施例4

本实施例与实施例1的区别是：气孔33直径为0.5～0.78mm，气孔33间距为1.1～1.6mm，气孔33的开孔率为88%。

净化液4按照下述重量份数的原料混合而成：纳米二氧化钛：5份，纳米二氧化硅：2份，纳米二氧化锆：3份，纳米银粒子2份，三聚氰胺：8份，聚乙二醇： 20份，氯化钠：8份，聚氧乙烯：18份，植物提取物1.8份，水： 70份。

纳米二氧化钛的粒径在15纳米，纳米二氧化硅的粒径在10纳米，纳米二氧化锆的粒径在12纳米，纳米银粒子的粒径在45纳米，水为去离子水，植物提取物为仙人掌提取液、柠檬提取液、芦荟提取液、薄荷提取液、艾草提取液中的五种任意比例混合。混合型的植物提取物，提供多样性的气体香氛，同时去除空气中的杂质和不良气味，适宜对净化场合要求更高的地方。

Claims (10)

1.一种垂直筛板式空气净化装置，包括净化器本体、设置在净化器本体进气口处的初滤芯（1）、设置在净化器本体出气口处的风机（2），其特征在于：在净化器本体内沿气体流动方向逐级设有若干层垂直筛板，垂直筛板内盛装有用于净化气体的净化液（4），各层垂直筛板间通过与加液口（6）连通的加液装置进行补液，加液口（6）设置在第一层垂直筛板上方，最后一层垂直筛板下方设有通过电机（84）与加液装置连通的水箱（83），对应水箱下壁面（83）的净化器本体上设有出液口（7）。

2.根据权利要求1所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：加液装置包括贯通各层垂直筛板并与加液口（6）连通的加液管（51）、设置在加液管（51）上并对应各层垂直筛板的流液口、设置在流液口处的用于控制相应层垂直筛板加液的电磁阀（52），加液管（51）通过电机（84）与水箱（83）连通。

3.根据权利要求1或2所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：初滤芯（1）为筒状折叠纸质滤芯。

4.根据权利要求1或2所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：垂直筛板包括支撑板（31）、设置在支撑板（31）上的顶部封闭底部开口的筛帽（32）、设置在筛帽（32）上的气孔（33），气孔（33）直径为0.01～0.8mm，气孔（33）间距为0.1～2.0mm，气孔（33）的开孔率为80～90%。

5.根据权利要求4所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：支撑板（31）为圆形、矩形、椭圆形、三角形或梯形。

6.根据权利要求4所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：筛帽（32）与支撑板（31）一体成型，或者筛帽（32）通过设置在其底部边沿向外延伸的若干个耳片（34）与支撑板（31）固定连接。

7.根据权利要求4所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：筛帽（32）为筒形，筛帽（32）顶为尖顶、弧顶或平顶。

8.根据权利要求1或2所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于，净化液（4）按照下述重量份数的原料混合而成：纳米二氧化钛：4～6份，纳米二氧化硅：1～3份，纳米二氧化锆：1～3份，纳米银粒子2～4份，三聚氰胺：3～10份，聚乙二醇：15～25份，氯化钠：3～10份，聚氧乙烯：15～25份，植物提取物1.5～3份，水：50～70份。

9.根据权利要求8所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：纳米二氧化钛的粒径在5～20纳米，纳米二氧化硅的粒径在6～20纳米，纳米二氧化锆的粒径在8～15纳米，纳米银粒子的粒径在30～60纳米，水为蒸馏水或去离子水，植物提取物为仙人掌提取液、柠檬提取液、芦荟提取液、薄荷提取液、艾草提取液中的一种或多种。

10.根据权利要求1或2所述的垂直筛板式空气净化装置，其特征在于：还设有反洗装置，反洗装置为气动式反洗装置或振动式反洗装置，位于上一层的垂直筛板上都设有与下一层垂直筛板相连通的溢流管（80），最后一层垂直筛板的溢流管（80）连通水箱（83）；

气动式反洗装置包括设置在净化器本体上并与净化器本体的出气口相连通的高压进气管（81）、设置在位于高压进气管（81）上方的出气管内的空气截断阀（82）；

振动式反洗装置包括设置在净化器本体内部的振动器（41）、与振动器（41）连接的振动开关（42），所有支撑板（31）与净化器本体的内接触壁上均设有缓冲层（43）。