CN106964218A - 一种空气净化器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种空气净化器及其制备方法，空气净化器由滤材所构成，包括组件上、下环板，组件上、下环板密封滤材的上、下端面。滤材折叠成首尾相连的锯齿环状体，位于进风口端的锯齿状折叠滤材的前端面为前透风支撑片，锯齿状折叠的滤材的后端面为后透风支撑片，位于前、后透风支撑片之间的中间滤材为活性炭混合吸附层，外纤维环圈包设在滤材后端面相邻的锯齿状折叠处。方法包括将活性炭混合粉均布在前透风支撑片上，再在活性炭混合粉层上端铺设后透风支撑片，得滤材层置在锯齿状的加压加热模具中，加压加热定型，压力10～20kg/cm2，温度115℃，时间1分钟。本发明具有设计合理，风阻小，净化效率高，出风顺畅，制作简便和使用效果好的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种空气净化器及其制备方法。
背景技术
以纤维或网为过滤材料的空气过滤器多用在空调或空气流动设备中，用于过滤空气中的大尺寸的粉尘，但对空气中的穿透力极强的粒径约为0.005μm的超细悬浮微粒，如重金属粉末、灰尘、花粉、研磨颗粒、烟气、孢子、液体粒子、香烟烟尘、病毒、炭黑、煤烟、燃烧核等有害悬浮物和悬浮微粒，过滤效果较差。
活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、竹炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。它具有物理吸附和化学吸附的双重特性，可以有选择的吸附气相、液相中的各种物质。活性炭在工业领域都用于液相吸附的脱色，精制，提纯，而气相吸附方面，较少应用于空气过滤器，且在应用空气过滤器中由于活性炭以纤维或网为过滤材料的配合不合理多存在风阻大，过滤净化效果不理的问题。
发明内容
本发明的目的是设计一种空气净化器及其制备方法，具有设计合理，风阻小，净化效率高，出风顺畅，制作简便和使用效果好的优点。
为此，本发明一种空气净化器，由滤材所构成，包括：
组件上环板，组件上环板呈圆环板，组件上环板密封滤材的上端面；
组件下环板，组件下环板呈圆环板，组件下环板密封滤材的下端面；
滤材，滤材折叠成首尾相连的锯齿环状体，位于进风口端的锯齿状折叠滤材的前端面为前透风支撑片，锯齿状折叠的滤材的后端面为后透风支撑片，位于前、后透风支撑片之间的中间滤材为活性炭混合吸附层，外纤维环圈包设在滤材后端面相邻的锯齿状折叠处。
所述的前、后透风支撑片为利于空气穿过且有支撑强度的纺粘非织造物、熔喷成非织造物、成网的非织造物或无纺布，透风支撑片的厚度为0.1～0.5mm。
所述的活性炭混合吸附层所使用的材料重量配比是：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份、纤维1～2份、聚乙烯热熔粉6～9份。
纤维为动物毛短纤维，长度0.1～0.5mm。
活性炭混合吸附层的厚度为0.6～1.5mm。
或，所述的过滤器包括：
组件上环板，组件上环板呈圆环板，组件上环板的下端面对应各滤网板设有凹卡槽，凹卡槽密封或开启各滤网板的上端；
组件下环板，组件下环板呈圆环板，组件下环板的上端面间隔距离固定第一至第六滤网板的下端，组件上、下环板与第一至第六滤网板之间的空间依次形成第一至第五滤室，位于滤材进风口端的第一滤室和位于滤材出风口端的第五滤室的滤材为纤维料，第一滤室的纤维料密度小于第五滤室的纤维料密度；第一滤室后端的滤室依次为第二、第三、第四滤室，第二至第四滤室内设有活性炭混合吸附料，第二、第三、第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径比为2.1～3.5∶1.5～2∶1。
或，所述的复合过滤器组件包括：
组件上环板，组件上环板呈圆环板，组件上环板的下端面对应各滤网板设有凹卡槽，凹卡槽密封或开启各滤网板的上端；
组件下环板，组件下环板呈圆环板，组件下环板的上端面间隔距离固定第一至第六滤网板的下端，第一滤网板的下部面、第二滤网板的上部面、第三滤网板的下部面、第四滤网板的上部面、第五滤网板的下部面、第六滤网板的上部面为网孔部，网孔部上部的滤网板面为密封部；
组件上、下环板与第一至第六滤网板之间的空间依次形成第一至第五滤室，第一至第五滤室为上下彼此相通的循环室；
位于滤材进风口端的第一滤室和位于滤材出风口端的第五滤室的滤材为纤维料，第一滤室的纤维料密度小于第五滤室的纤维料密度；第一滤室后端的滤室依次为第二、第三、第四滤室，第二至第四滤室内设有活性炭混合吸附料，第二、第三、第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径比为2.1～3.5∶1.5～2∶1。
所述的活性炭混合吸附料所使用的材料重量配比是：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份。
所述的活性炭混合吸附料所使用的材料重量配比是：化学活性炭15份、煤质颗粒活性炭9份、椰壳活性炭73份、纳米银3份、纳米氧化锌3份。
一种制备空气净化器的方法，包括如下步骤：
(1)制备组件上环板和组件下环板；
(2)制备前、后透风支撑片；
(3)取重量配比：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份、纤维1～2份、聚乙烯热熔粉7～12份，混合均匀得活性炭混合粉，将活性炭混合粉均布在前透风支撑片上，再在活性炭混合粉层上端铺设后透风支撑片，得滤材层；
(4)将滤材层置在锯齿状的加压加热模具中，加压加热定型，压力10～20kg/cm2，温度115℃，时间1分钟，得锯齿状折叠的滤材；
(5)对锯齿状折叠的滤材进行驻极外理，电极间隔距离7～8mm，施加的直流电压为20～25kV；
(6)将滤材分切成需要长度，滤材首尾端相接的锯齿形环状体，将锯齿成环状体的上、下端面分别与组件上环板和组件下环板粘成一体，制成空气净化器。
所述的第一滤室的纤维料的单位面积重10～12g/M2。
所述的第五滤室的纤维料的单位面积重13～15g/M2。
上述结构达到了本发明的目的。
本发明具有设计合理，风阻小，净化效率高，出风顺畅，制作简便和使用效果好的优点。
用本发明比传统的空气净化器有如下优点：
1、体积小，本发明呈圆台环型体，在同等风量的情况下，体积仅是空气净化器体积50％。且外型美观大方，利于接受。
2、净化效率高，本发明内设纤维料与复合活性碳的复合材料能有效杀灭细菌，霉菌，病毒，吸附分解异味，甲醛、苯、二甲苯、甲苯、TVOC等有害气体。有效吸附净化空气中穿透力极强的粒径约为0.005μm的超细悬浮微粒，如重金属粉末、灰尘、花粉、研磨颗粒、烟气、孢子、液体粒子、香烟烟尘、病毒、炭黑、煤烟、燃烧核等80多种有害悬浮物和悬浮微粒，净化效率高达99.972％，阻力仅为32Pa，对金黄色葡萄球菌抑菌等级为5.2(标准抑菌等级≥2.0)。测试CADR值过程中，洁净空气量达到530m3/h(国家标准：洁净空气量170m3/h为国家A级)。
测试表明：本发明的碘吸附值1280～1300mg/g，苯吸附值mg/g≥750，比表面m2/g≥1900，pH值7～8，强度％≥96。对细菌、病毒杀抑菌率可达99.5％。除臭率达99％以上。
3、本发明的制备方法简单实用，且利于更换或利于其内的活性炭。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的局部横向剖面结构示意图。
图3为本发明的另一结构示意图。
图4为图3的局部纵向剖面结构示意图。
图5为图4的另一局部纵向剖面结构示意图。
具体实施方式
实施例1：如图1至图5所示，一种空气净化器1由滤材所构成，包括：
组件上环板4，组件上环板呈圆环板。组件上环板密封滤材的上端面。
组件下环板6，组件下环板呈圆环板。组件下环板密封滤材的下端面。
滤材2，滤材折叠成首尾相连的锯齿环状体。位于进风口端的锯齿状折叠滤材的前端面为前透风支撑片7。锯齿状折叠的滤材的后端面为后透风支撑片9。位于前、后透风支撑片之间的中间滤材为活性炭混合吸附层8。外纤维环圈10包设在滤材后端面相邻的锯齿状折叠处，外纤维环圈的作用在于拦挡细微颗粒，其由透风无纺布制成。
复合过滤器组件的内端口侧壁为滤材进风口3，复合过滤器组件的外端侧壁为滤材出风面5。
所述的前、后透风支撑片为利于空气穿过且有支撑强度的纺粘非织造物、熔喷成非织造物、成网的非织造物或无纺布，透风支撑片的厚度为0.1～0.5mm。前、后透风支撑片用于过滤空气，和对活性炭混合吸附层的支撑，以增加其抗风强度。
所述的活性炭混合吸附层所使用的材料重量配比是：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份、纤维1～2份、聚乙烯热熔粉6～9份。
纤维为动物毛短纤维，长度0.1～0.5mm，由于其富含孔径能吸纳活性炭且使整个活性炭混合吸附层能保持充分的吸附性、又能保持低风阻。
活性炭混合吸附层的厚度为0.6～1.5mm
聚乙烯热熔粉的作用在于适度粘合组成活性炭混合吸附层的各材料。
一种制备上述空气净化器的方法，包括如下步骤：
(1)制备组件上环板和组件下环板。
(2)制备前、后透风支撑片。
(3)取重量配比：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份、纤维1～2份、聚乙烯热熔粉7～12份，混合均匀得活性炭混合粉，将活性炭混合粉均布在前透风支撑片上，再在活性炭混合粉层上端铺设后透风支撑片，得滤材层。
(4)将滤材层置在锯齿状的加压加热模具中，加压加热定型，压力10～20kg/cm2，温度115℃，时间1分钟，得锯齿状折叠的滤材。
(5)对锯齿状折叠的滤材进行驻极外理，电极间隔距离7～8mm，施加的直流电压为20～25kV。驻极外理是通过对滤材施加直流电压进行，应根据电极的形状、间隔、驻极体所要求的带电电荷量、驻极处理速度等适当地确定施加的电流电压值。并不局限于所设的方法，也可通过对滤材表面施加电晕放电或脉冲状高压来进行。
(6)将滤材分切成需要长度，滤材首尾端相接的锯齿形环状体，将锯齿成环状体的上、下端面分别与组件上环板和组件下环板粘成一体，制成空气净化器。
使用时，从滤材进风口进入的空气依次穿过前透风支撑片、活性炭混合吸附层、后透风支撑片和外纤维环圈后，得以净化。锯齿状折叠的滤材呈多层折叠，展开后面积比折叠时增加约11倍，滤净效能十分出众。
实施例2：如图3至图4所示，所述空气净化器，包括：
组件上环板呈圆环板。组件上环板的下端面对应各滤网板设有凹卡槽13，凹卡槽密封或开启各滤网板的上端。
组件下环板呈圆环板，组件下环板的上端面间隔距离固定第一滤网板11、第二滤网板19、第三滤网板22、第四滤网板21、第五滤网板20和第六滤网板12的下端。组件上、下环板与第一至第六滤网板之间的空间依次形成第一滤室17、第二滤室16、第三滤室15、第四滤室14和第五滤室18。
位于滤材进风口端的第一滤室和位于滤材出风口端的第五滤室的滤材为纤维料，第一滤室的纤维料密度小于第五滤室的纤维料密度。
纤维料可为人造纤维、动物毛纤维、无纺布、网、植物纤维。
各滤网板采用其上密布网孔且有一定分隔支撑强度的钢网板。
第一滤室后端的滤室依次为第二、第三、第四滤室。第二至第四滤室内设有活性炭混合吸附料，第二、第三、第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径比为2.1～3.5∶1.5～2∶1。第二滤室内的活性炭混合吸附料的粒径大于第三滤室内的活性炭混合吸附料的粒径、第三滤室内的活性炭混合吸附料的粒径大于第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径，从而保证活性炭混合吸附料能保持充分的吸附性、又能保持低风阻。
所述的活性炭混合吸附层所使用的材料重量配比是：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份。
优选的活性炭混合吸附层所使用的材料重量配比是：化学活性炭15份、煤质颗粒活性炭9份、椰壳活性炭73份、纳米银3份、纳米氧化锌3份。
所述的第一滤室的纤维料的单位面积重10～12g/M2。
所述的第五滤室的纤维料的单位面积重13～15g/M2。
使用时，从滤材进风口进入的空气穿过各滤网依次进入第一至第五滤室内分别被其内的纤维料及不同粒径的组合活性炭混合吸附料吸附、中和、净化，滤净效能十分出众。
实施例3：如图5所示，所述的复合过滤器组件包括：
组件上环板的下端面对应各滤网板设有凹卡槽，凹卡槽密封或开启各滤网板的上端。
组件下环板呈圆环板，组件下环板的上端面间隔距离固定第一至第六滤网板的下端。第一滤网板的下部面、第二滤网板的上部面、第三滤网板的下部面、第四滤网板的上部面、第五滤网板的下部面、第六滤网板的上部面为网孔部24，网孔部上部的滤网板面为密封部23。
组件上、下环板与第一至第六滤网板之间的空间依次形成第一至第五滤室，第一至第五滤室为上下彼此相通的循环室25。
位于滤材进风口端的第一滤室和位于滤材出风口端的第五滤室的滤材为纤维料。第一滤室的纤维料密度小于第五滤室的纤维料密度。第一滤室后端的滤室依次为第二、第三、第四滤室，第二至第四滤室内设有活性炭混合吸附料，第二、第三、第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径比为2.1～3.5∶1.5～2∶1。
所述的第一滤室的纤维料的单位面积重10～12g/M2。
所述的第五滤室的纤维料的单位面积重13～15g/M2。
使用时，从滤材进风口进入的空气穿过各滤网板依次从上至下循环分别进入第一至第五的循环室内分别被其内的纤维料及不同粒径的组合活性炭混合吸附料吸附、中和、净化，滤净效能十分出众。
实施例1所示的空气净化器为一次性使用的器体，可统一回收再利用。实施例2和3所示的空气净化器为可更换其内滤材的过滤器组件，当打开组件上环板时，可对各滤材进行更换，更换的各滤材可统一回收再利用。
总之，本发明具有设计合理，风阻小，净化效率高，出风顺畅，制作简便和使用效果好的优点。
Claims (10)
1.一种空气净化器，由滤材所构成，其特征在于，包括：
组件上环板，组件上环板呈圆环板，组件上环板密封滤材的上端面；
组件下环板，组件下环板呈圆环板，组件下环板密封滤材的下端面；
滤材，滤材折叠成首尾相连的锯齿环状体，位于进风口端的锯齿状折叠滤材的前端面为前透风支撑片，锯齿状折叠的滤材的后端面为后透风支撑片，位于前、后透风支撑片之间的中间滤材为活性炭混合吸附层，外纤维环圈包设在滤材后端面相邻的锯齿状折叠处。
2.按权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于：所述的前、后透风支撑片为利于空气穿过且有支撑强度的纺粘非织造物、熔喷成非织造物、成网的非织造物或无纺布，透风支撑片的厚度为0.1～0.5mm。
3.按权利要求1所述的车用空气净化器，其特征在于：所述的活性炭混合吸附层所使用的材料重量配比是：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份、纤维1～2份、聚乙烯热熔粉6～9份；
纤维为动物毛短纤维，长度0.1～0.5mm；
活性炭混合吸附层的厚度为0.6～1.5mm。
4.按权利要求1所述的一种空气净化器，其特征在于：所述的过滤器包括：
组件上环板，组件上环板呈圆环板，组件上环板的下端面对应各滤网板设有凹卡槽，凹卡槽密封或开启各滤网板的上端；
组件下环板，组件下环板呈圆环板，组件下环板的上端面间隔距离固定第一至第六滤网板的下端，组件上、下环板与第一至第六滤网板之间的空间依次形成第一至第五滤室，位于滤材进风口端的第一滤室和位于滤材出风口端的第五滤室的滤材为纤维料，第一滤室的纤维料密度小于第五滤室的纤维料密度；第一滤室后端的滤室依次为第二、第三、第四滤室，第二至第四滤室内设有活性炭混合吸附料，第二、第三、第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径比为2.1～3.5∶1.5～2∶1。
5.按权利要求1所述的车用空气净化器，其特征在于：所述的复合过滤器组件包括：
组件上环板，组件上环板呈圆环板，组件上环板的下端面对应各滤网板设有凹卡槽，凹卡槽密封或开启各滤网板的上端；
组件下环板，组件下环板呈圆环板，组件下环板的上端面间隔距离固定第一至第六滤网板的下端，第一滤网板的下部面、第二滤网板的上部面、第三滤网板的下部面、第四滤网板的上部面、第五滤网板的下部面、第六滤网板的上部面为网孔部，网孔部上部的滤网板面为密封部；
组件上、下环板与第一至第六滤网板之间的空间依次形成第一至第五滤室，第一至第五滤室为上下彼此相通的循环室；
位于滤材进风口端的第一滤室和位于滤材出风口端的第五滤室的滤材为纤维料，第一滤室的纤维料密度小于第五滤室的纤维料密度；第一滤室后端的滤室依次为第二、第三、第四滤室，第二至第四滤室内设有活性炭混合吸附料，第二、第三、第四滤室内的活性炭混合吸附料的粒径比为2.1～3.5∶1.5～2∶1。
6.按权利要求4和5所述的一种空气净化器，其特征在于：所述的活性炭混合吸附料所使用的材料重量配比是：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份。
7.按权利要求6所述的一种空气净化器，其特征在于：所述的活性炭混合吸附料所使用的材料重量配比是：化学活性炭15份、煤质颗粒活性炭9份、椰壳活性炭73份、纳米银3份、纳米氧化锌3份。
8.一种制备如权利要求1所述的一种空气净化器的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)制备组件上环板和组件下环板；
(2)制备前、后透风支撑片；
(3)取重量配比：化学活性炭10～17份、煤质颗粒活性炭8～10份、椰壳活性炭70～75份、纳米银2～3份、纳米氧化锌2～3份、纤维1～2份、聚乙烯热熔粉7～12份，混合均匀得活性炭混合粉，将活性炭混合粉均布在前透风支撑片上，再在活性炭混合粉层上端铺设后透风支撑片，得滤材层；
(4)将滤材层置在锯齿状的加压加热模具中，加压加热定型，压力10～20kg/cm2，温度115℃，时间1分钟，得锯齿状折叠的滤材；
(5)对锯齿状折叠的滤材进行驻极外理，电极间隔距离7～8mm，施加的直流电压为20～25kV；
(6)将滤材分切成需要长度，滤材首尾端相接的锯齿形环状体，将锯齿成环状体的上、下端面分别与组件上环板和组件下环板粘成一体，制成空气净化器。
9.按权利要求5和6所述的一种空气净化器，其特征在于：所述的第一滤室的纤维料的单位面积重10～12g/M2。
10.按权利要求5和6所述的一种空气净化器，其特征在于：所述的第五滤室的纤维料的单位面积重13～15g/M2。
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