CN107091499A - 一种多级空气净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多级空气净化系统，包括设于待处理气体入口处的金属过滤网，沿着气体的流动方向在所述金属过滤网内侧依次设置有纳米Ag‑TiO2复合抗菌材料层、深频紫外线发射灯、碳纤维过滤层、硅藻纯过滤层、玛雅蓝过滤层和ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层，所述深频紫外线发射灯设有若干个，其按上下顺序等间距排布在系统内部，所述ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层外设有洁净空气流出口。本发明不仅可以高效、持久、循环的净化空气，还能同时释放对人体有益的负离子，是一种多功能、能高效除菌、除pm2.5、除甲醛的多级空气净化系统。

Description

一种多级空气净化系统
技术领域
本发明涉及空气净化领域，具体地说，涉及一种具有高效除菌、除pm2.5、除甲醛功能的多级空气进化系统。
背景技术
近年来随着空气污染逐渐严重，空气中pm2.5含量直线上升，以及各种家装材料中甲醛、细菌等有害物质不断滋生，能呼吸到无污染的空气对人们来说已经成为了一种奢侈，在此环境下，空气净化装置开始成为了人们生活中不可缺少的电器之一。
目前市场上纯天然的空气净化器中的净化系统主要是以具有物理吸附功能的活性炭和竹炭为主，但是当活性炭和竹炭出现吸附饱和时，其在特定的情况下还可能将吸附的有害物质重新释放，因此吸附效果并不稳定。而且虽然市面上也出现了光触媒类复合活性炭和光触媒类硅藻纯净化产品，但是从其实际净化效果来看并不能达到人们理想的效果。而且现在空气净化系统对空气净化只能是单一的对某一种有害物质进行净化，不能有效的对空气中存在的有害物质同时进行处理。因此设计出一套能高效去除有害菌体、pm2.5、甲醛等多种有害物质的系统是目前人们亟须研究的课题。
发明内容
本发明根据上述技术背景，提供一种多级空气净化系统，该系统不仅可以高效、持久、循环的净化空气，还能同时释放对人体有益的负离子。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种多级空气净化系统，其特征在于，包括设于待处理气体入口处的金属过滤网，沿着气体的流动方向在所述金属过滤网内侧依次设置有纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层、深频紫外线发射灯、碳纤维过滤层、硅藻纯过滤层、玛雅蓝过滤层和ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层；
所述深频紫外线发射灯设有若干个，其按上下顺序等间距排布在系统内部，深频紫外线发射灯发射出的深紫外线除了具有杀菌功能外，还能对纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层进行深紫外线照射，当纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层在被深紫外线照射时更能有效的消灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等，同时Ag-TiO2复合抗菌材料在紫外线的照射下还具有功能再生作用，可长期有效的循环利用；
所述ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层外设有洁净空气流出口，空气经上述结构处理达到洁净后，从此处流出。
进一步地，所述金属过滤网内部孔隙的孔径在0.4～0.5mm之间，金属过滤网的厚度在0.45～0.55mm之间，可以过滤掉大的尘埃及异物。
进一步地，所述深频紫外线发射灯由外部电源提供工作电压，持续释放出深紫外线。
进一步地，所述每个深频紫外线发射灯的发出的深紫外线波长均在250～265nm之间，因为波长在250～265nm的紫外线杀菌效率最高，并且深紫外线杀菌LED灯具有体积小、省电、环保、寿命长的优点。
进一步地，所述碳纤维过滤层中的纤维为竹炭纤维，该碳纤维过滤层的厚度范围为1～10mm，活性炭含量为40～60％，且空气阻力≤105pa。竹炭纤维不仅具有超强的吸附力，而且可发射远红外线，进行除湿与干燥，能发射高浓度的有益身体健康的负离子。
进一步地，所述硅藻纯过滤层呈蜂窝状排列，其内部粒子粒径范围为3～10mm，粒子表面设有微小孔穴，空隙率不少于90％，比表面积不低于65m2/g，该硅藻纯过滤层的厚度范围为1～6cm。硅藻纯的超细微孔比活性炭多5000到6000倍，具有极强的物理吸附性能和离子交换性能，能够有效的除去空气中的甲醛、苯、二甲苯、TVOC等有害气体以及细菌和虫子。另外硅藻纯过滤层在净化空气过程中还会释放对人身体有益的负离子空气，同时还能有效地避免吸附饱和以及二次污染等问题的产生。
进一步地，所述玛雅蓝过滤层呈晶体状排列，其内部粒子粒径范围为3～10mm，粒子间孔隙的孔径范围在0.27～0.98nm之间，该玛雅蓝过滤层的厚度范围为1～6cm。玛雅蓝对埃米级、纳米级分子直径的气体化合物具有超强吸附能力，同时具有弱电性，甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯的分子直径都在0.4～0.62nm之间，且都是极性分子，因此玛雅蓝具有优先吸附这些有害气体的特点，达到净化室内空气的效果。
进一步地，所述硅藻纯过滤层与玛雅蓝过滤层之间设有一层介质隔离网，该介质隔离网的内部孔隙的孔径在1～5mm之间，厚度在0.45～0.55mm之间。介质隔离网可以隔绝硅藻纯与玛雅蓝，防止这两个过滤层的物质之间相互混合，影响使用效果。
进一步地，所述ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层中的复合膜的孔径不小于0.2um，空隙率不低于90％，其膜厚在5～15um之间。ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜不仅可有效阻隔有害气体、病菌和pm2.5超细粉尘，而且能保证相当长的使用寿命。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过将金属过滤网、纳米Ag～TiO2复合抗菌材料层、深紫外线杀菌LED灯、碳纤维过滤层、硅藻纯过滤层、介质隔离网、玛雅蓝过滤层、ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜依次进行排列，使经过其中的空气能得到层层净化，对于空气中的有害物质清理更彻底，清除效率也更高。
2、纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层兼具银系和钛系抗菌材料的优点，其可以释放具有抗菌功能的银离子，而且能改善TiO2只有在紫外光照下才能产生催化抗菌性缺点，在黑暗环境中也有一定的抗菌性能。
3、深频紫外线发射灯发射出的深紫外线不仅具有杀菌效果，还能兼具照射纳米Ag-TiO2复合抗菌材料的作用，因为虽然纳米Ag-TiO2复合抗菌材料在黑暗环境下也能杀菌抗菌，但研究表明Ag-TiO2纳米复合材料在光照情况下对金黄色葡萄球菌的抗菌性能有较大提升，两种有效成分Ag和TiO2在光照下对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度值分别为为0.025ppm和20ppm，具有很高的抗菌活性。同时Ag-TiO2复合抗菌材料在紫外线的照射下还具有还原TiO2材料，使其功能再生的作用，可长期有效的循环利用；
4、碳纤维过滤层中的竹炭纤维能对甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质和粉尘发挥吸收、分解异味和消臭的作用；能蓄热调湿，达到对室内空间进行除湿与干燥的功效；可发射能达到郊外田野浓度的负离子，有益于身体健康。
5、硅藻纯过滤层的具有极强的物理吸附性能和离子交换性能，它能够全自动、全天候长效持久的吸附和消除空气中的甲醛、苯、二甲苯、TVOC等有害气体，同时对黄色葡萄球菌、大肠杆菌、螨虫、壁虱等寄生虫有较强的抑制功能。并且硅藻纯过滤层在净化空气过程中还会释放能预防呼吸道疾病、改善睡眠、抗氧化、防衰老、清除体内自由基、降低血液粘稠度的负离子空气，还可有效地避免吸附饱和以及二次污染等问题的产生，安全、长效。
6、玛雅蓝过滤层对埃米级、纳米级分子直径的气体化合物有超强吸附能力，玛雅蓝晶体微孔表面带极性，对极性气体化合物选择性的吸附，不放过一种有害气体，例如甲醛、氨、甲苯、二甲苯、TVOC等极性化合物，是一种广谱吸附剂，故其应用范围十分广泛。同时玛雅蓝在温度45°以上就可以脱附再生，即将其进行暴晒或简单烘烤就可以重复循环使用，相较于活性炭具有更大的优势。
7、ePTFE聚四氟乙烯多微孔玻纤复合膜具有剥离强度高、透气量大、孔径分布均匀等特点，可以迅速有效的阻隔有机化学气体、病菌和pm2.5尘埃，作为空气净化系统的最后一道屏障起到了强有力的防护。
同时下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种多级空气净化系统的整体结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例：
如图1所示，一种多级空气净化系统，包括设于待处理气体入口处的金属过滤网1，沿着气体的流动方向在所述金属过滤网1内侧依次设置有纳米Ag～TiO2复合抗菌材料层2、深频紫外线发射灯3、碳纤维过滤层4、硅藻纯过滤层5、玛雅蓝过滤层6和ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层7。
所述金属过滤网1作为过滤空气的第一道屏障，要求其内部孔隙的孔径要在0.4～0.5um之间，过滤网的厚度要在0.45～0.55mm之间，这样才能保证较大的尘埃和异物不会进入系统内，对系统内的其他结构功能不会造成影响。
然后空气进入第二层纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层2，该层兼具银系和钛系抗菌材料优点，银离子具有杀菌抗菌效果，纳米TiO2具有除甲醛功能，并且该层中使用的纳米Ag-TiO2复合抗菌材料还改善了TiO2只有在紫外光照下才能产生光催化抗菌性缺陷，应用范围变得更加广泛。
然后空气进入第三层深频紫外线发射灯3的照射区，深频紫外线发射灯3设有一个或多个，经由外部电源提供工作电压，能发射出波长在250～265nm之间的深紫外线，该紫外线可以杀灭各种微生物，包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等；同时该深紫外线还对第二层纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层2进行照射，使该层的抗菌、抑菌性能得到了大大的提升；并且紫外线的照射还具有还原TiO2材料，使其功能再生的作用，使纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层2能够长期有效的循环利用。
然后空气进入第四层碳纤维过滤层4，即竹炭纤维层，本申请中的碳纤维过滤层的厚度范围为1～10mm，活性炭含量为40～60％，且空气阻力≤105pa，在此参数下该层不仅能除去空气中的灰尘、甲醛等物质，同时还能释放远红外线以及高浓度的负离子，达到除湿、进一步净化空气、预防呼吸道疾病、清除人体体内自由基等多重功效。
然后空气进入第五层硅藻纯过滤层5，其由硅藻纯颗粒层组成，硅藻纯颗粒层呈蜂窝状排列，其内部粒子粒径范围为3～10mm，粒子表面设有微小孔穴，空隙率不少于90％，比表面积不低于65m2/g，且该硅藻纯过滤层5的厚度范围为1～6cm。硅藻纯的超细微孔比活性炭多5000到6000倍，具有极强的物理吸附性能和离子交换性能，能够有效的除去空气中的甲醛、苯、二甲苯、TVOC等有害气体，抑制细菌、螨虫等寄生虫的滋生。另外硅藻纯过滤层5在净化空气过程中同样会释放清新空气的负离子空气，同时还能有效地避免了吸附饱和以及二次污染等问题的产生。
再然后空气进入第六层玛雅蓝过滤层6，该层中的玛雅蓝呈晶体状排列，其内部粒子粒径范围为3～10mm，粒子间孔隙的孔径范围在0.27～0.98nm之间，该玛雅蓝过滤层6的厚度范围为1～6cm，可以强力吸附甲醛、氨、苯、甲苯、二甲苯等埃米级、纳米级分子直径的极性分子，而且其脱附条件简单易行，适合室内空气需长期净化的要求。
其中所述硅藻纯过滤层5与玛雅蓝过滤层6之间设有介质隔离网8，该介质隔离网8的内部孔隙的孔径在1～5mm之间，厚度在0.45～0.55mm之间，可以将硅藻纯与玛雅蓝隔绝开，防止这两个过滤层的物质之间相互混合，影响使用。
最后空气通过第七层ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层7，该层中的复合膜孔径不小于0.2um，空隙率不低于90％，膜厚在5～15um之间。该复合膜层可有效阻隔有机化学气体、病菌，能迅速有效的截留以微米来计算的pm2.5超细粉尘，并且寿命长，可用三年以上，是一种先进的空气过滤材料。
经测试，空气经本发明系统中的以上环节处理后，去除甲醛等化学物质99.9％以上，除菌99％以上，除pm2.5等尘埃99.99％以上，不仅针对多种污染有效，用途广泛，同时还能释放对人体有益的负离子，是一种多功能、能高效除菌、除pm2.5、除甲醛的多级空气净化系统。
本发明不局限于上述的优选实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或者相近似的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多级空气净化系统，其特征在于，包括设于待处理气体入口处的金属过滤网，沿着气体的流动方向在所述金属过滤网内侧依次设置有纳米Ag-TiO2复合抗菌材料层、深频紫外线发射灯、碳纤维过滤层、硅藻纯过滤层、玛雅蓝过滤层和ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层，所述深频紫外线发射灯设有若干个，其按上下顺序等间距排布在系统内部，所述ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层外设有洁净空气流出口。
2.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述金属过滤网内部孔隙的孔径在0.4～0.5mm之间，金属过滤网的厚度在0.45～0.55mm之间。
3.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述深频紫外线发射灯由外部电源提供工作电压。
4.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述每个深频紫外线发射灯的发光波长均在250～265nm之间。
5.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述碳纤维过滤层中的纤维为竹炭纤维，该碳纤维过滤层的厚度范围为1～10mm，活性炭含量为40～60％，且空气阻力≤105pa。
6.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述硅藻纯过滤层呈蜂窝状排列，其内部粒子粒径范围为3～10mm，粒子表面设有微小孔穴，空隙率不少于90％，比表面积不低于65m2/g，该硅藻纯过滤层的厚度范围为1～6cm。
7.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述玛雅蓝过滤层呈晶体状排列，其内部粒子粒径范围为3～10mm，粒子间孔隙的孔径范围在0.27～0.98nm之间，该玛雅蓝过滤层的厚度范围为1～6cm。
8.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述硅藻纯过滤层与玛雅蓝过滤层之间设有一层介质隔离网，该介质隔离网的内部孔隙的孔径在1～5mm之间，厚度在0.45～0.55mm之间。
9.根据权利要求1所述的一种多级空气净化系统，其特征在于：所述ePTFE聚四氟乙烯多孔玻纤复合膜层中的复合膜孔径不小于0.2um，空隙率不低于90％，其膜厚在5～15um之间。
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