CN107126773A - 一种复合式空气过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种复合式空气过滤装置，包括空气过滤腔体，由进气到出气方向依次包括初级过滤层、中级过滤层和高级过滤层；中级过滤层和高级过滤层由四周向中心逐渐凹陷，中心为凹球面；初级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：纳米蒙脱石10‑20份；纳米氧化锌10‑20份；粘合剂3‑5份；中级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：氧化银5‑10份；甲壳素2‑6份；聚乳酸10‑20份；高级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：硅灰石1‑2份；海水浓缩母液20‑30份；钾石盐5‑15份；碳酸氢钠10‑20份。本发明对污染空气具有良好的杀菌消毒、洁净和过滤效果。

Description

一种复合式空气过滤装置
技术领域
本发明涉及空气净化技术领域，尤其是涉及一种复合式空气过滤装置。
背景技术
近年来，我国空气污染愈发严重，人们对空气污染的关注度也越来越高,特别是近期出现的连续大范围雾霾天气更加促进了老百姓对空气质量的担忧。空气质量的恶化已经严重影响了人们的日常生活，PM2.5成为每日必须检测的项目。
同时，室内空气充斥着颗粒物、甲醛、总挥发性有机物(TVOC)、细菌、病毒、过敏源、异味气体、放射源等各种污染物,被列入对公众健康影响最大的五个环境因素之一。空气污染对人类健康危害已成为全世界共同面临的难题，为了更加有效地净化空气，还人们一个洁净环保的生活居住环境，空气净化技术得到了人们的高度关注。
传统的空气过滤网主要分为粗效、中效、亚高效及高效四个类型，在具体实施时，其是根据风量的大小，在一个管道内安装不同数量的空气过滤网，相应的过滤段则把送入室内的空气中的尘埃粒子过滤掉，然而，不论哪种类型的空气过滤网，其虽然已经得到广泛应用，但其依然具有一定的缺陷和不足。
具体来说，一方面，其一般只具有过滤空气的作用，其只能过滤掉空气中的尘埃粒子，而不能从真真意义上兼具将空气中的有害成分等杀死掉，换言之，其不能从真真意义上对空气进行杀菌消毒及洁净空气，另一方面，其过滤空气的效果一般也不是很好。
针对现状，设计出一款空气过滤、洁净和杀菌消毒效果均良好的实用性强的空气净化过滤装置，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种空气杀菌消毒、洁净和过滤效果均良好的复合式空气过滤装置。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种复合式空气过滤装置，包括空气过滤腔体，所述空气过滤腔体内由进气到出气方向依次包括初级过滤层、中级过滤层和高级过滤层；其特征在于，所述中级过滤层和高级过滤层由四周向中心逐渐凹陷，所述中心为凹球面；
所述初级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：
纳米蒙脱石10-20份；
纳米氧化锌10-20份；
粘合剂3-5份；
所述中级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：
氧化银5-10份；
甲壳素2-6份；
聚乳酸10-20份；
所述高级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：
硅灰石1-2份；
海水浓缩母液20-30份；
钾石盐5-15份；
碳酸氢钠10-20份。
优选地，所述初级过滤层滤芯的制备方法为：将氧化锌、蒙脱石和粘合剂混合搅拌均匀，烧结压缩成型，即得到初级过滤层滤芯。
优选地，所述初级过滤层滤芯的外表面设有无纺布层。
优选地，所述中级过滤层滤芯的制备方法为：
a.将氧化银、甲壳素和聚乳酸研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将氧化银、甲壳素和聚乳酸混合后加水搅拌均匀，得到共混溶液；
c.将所述共混溶液通过静电纺丝将纳米纤维纺到无纺布表面，得到中级过滤层滤芯的半成品；
d.将所述半成品在50℃-100℃下进行烘干，得到中级过滤层滤芯。
优选地，所述高级过滤层滤芯的制备方法为：
a.将硅灰石、钾石盐和碳酸氢钠研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将海水浓缩母液加热至30-50℃，将钾石盐加入海水浓缩母液中，溶解均匀后，将硅灰石、碳酸氢钠加入海水浓缩母液中进行反应，得到空气净化液；
c.将活性炭纤维浸入空气净化液中，让空气净化液完全浸透活性炭纤维；
d.将浸有空气净化液的活性碳纤维放置在烘箱内，加热烘干，即制成高级过滤层滤芯。
优选地，所述反应的时间为2-3小时。
优选地，所述初级过滤层滤芯、中级过滤层滤芯和高级过滤层滤芯的四周均设有橡胶密封垫。
优选地，所述海水浓缩母液为海水的6-7倍浓缩液。
优选地，所述空气过滤腔体内由进气到出气方向依次包括进气过滤层、送风机、初级过滤层、中级过滤层、高级层和出气过滤层；所述出气过滤层的滤芯为HEPA滤芯。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
初级过滤层能杀灭空气中的细菌、消除异味，能吸附空气粉尘中的铅、汞、氟、砷等有害重金属和硫化氢、氮气等污染空气；中级过滤层具有高效的杀菌抑菌效果；高级过滤层能够迅速将甲醛分解为二氧化碳和水等无害物质，彻底去除空气中残留的各种异味，同时具有抑菌作用。凹陷状可增大空气过滤面积，凹陷中心为凹球面，可分散汇集到凹陷中心的空气冲击力，减小空气阻力发出的噪音。污染空气经进气过滤层，可过滤毛发、大颗粒灰尘等污染物；送风机将空气沿出气方向送出空气。污染空气经出气过滤层，能进一步有效拦截PM2.5及PM0.3等可入肺的微小颗粒。本发明对污染空气具有良好的杀菌消毒、洁净和过滤效果。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为中级过滤层的主视图；
图3为中级过滤层的俯视图；
其中，1-空气过滤腔体；11-出气过滤层；12-高级过滤层；13-中级过滤层；132-中级过滤层滤芯；1321-凹球面；131-密封垫； 14-初级过滤层；15-进气过滤层；16-送风机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种复合式空气过滤装置，如图1所示，包括空气过滤腔体1，该空气过滤腔体1内由进气到出气方向依次包括进气过滤层15、送风机16、初级过滤层14、中级过滤层13、高级过滤层12和出气过滤层11；如图2、图3所示，其中中级过滤层13和高级过滤层12由四周向中心逐渐凹陷，该中心为凹球面1321；凹陷状可增大空气过滤面积，凹陷中心为凹球面，可分散汇集到凹陷中心的空气冲击力，减小空气阻力发出的噪音。
上述初级过滤层14的滤芯包括以下按重量份的原料：
纳米蒙脱石10克；
纳米氧化锌10克；
粘合剂3克；
初级过滤层14滤芯的制备方法为：将氧化锌、蒙脱石和粘合剂混合搅拌均匀，烧结压缩成型，即得到初级过滤层滤芯。初级过滤层14滤芯的外表面设有无纺布层，防止初级过滤芯掉下粉末。初级过滤层能杀灭空气中的细菌、消除异味，能吸附空气粉尘中的铅、汞、氟、砷等有害重金属和硫化氢、氮气等污染空气。
上述中级过滤层13的滤芯包括以下按重量份的原料：
氧化银5克；
甲壳素2克；
聚乳酸10克；
中级过滤层滤芯132的制备方法为：
a.将氧化银、甲壳素和聚乳酸研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将氧化银、甲壳素和聚乳酸混合后加水搅拌均匀，得到共混溶液；
c.将所述共混溶液通过静电纺丝将纳米纤维纺到无纺布表面，得到中级过滤层滤芯的半成品；
d.将所述半成品在50℃-100℃下进行烘干，得到中级过滤层滤芯，中级过滤层具有高效的杀菌抑菌效果。
上述高级过滤层滤芯包括以下按重量份的原料：
硅灰石1克；
海水浓缩母液20克；
钾石盐5克；
碳酸氢钠10克；
高级过滤层滤芯的制备方法为：
a.将硅灰石、钾石盐和碳酸氢钠研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将海水浓缩母液加热至30℃，将钾石盐加入海水浓缩母液中，溶解均匀后，将硅灰石、碳酸氢钠加入海水浓缩母液中进行反应，反应的时间为2小时,得到空气净化液；上述海水浓缩母液为海水的6倍浓缩液。
c.将活性炭纤维浸入空气净化液中，让空气净化液完全浸透活性炭纤维；
d.将浸有空气净化液的活性碳纤维放置在烘箱内，加热烘干，即制成高级过滤层滤芯。高级过滤层能够迅速将甲醛分解为二氧化碳和水等无害物质，彻底去除空气中残留的各种异味，同时具有抑菌作用。
上述初级过滤层滤芯、中级过滤层滤芯132和高级过滤层滤芯的四周均设有橡胶密封垫131，起密封作用，防止漏气。
实施例2
一种复合式空气过滤装置，如图1所示，包括空气过滤腔体1，该空气过滤腔体1内由进气到出气方向依次包括进气过滤层15、送风机16、初级过滤层14、中级过滤层13、高级过滤层12和出气过滤层11；如图2、图3所示，其中中级过滤层13和高级过滤层12由四周向中心逐渐凹陷，该中心为凹球面1321；凹陷状可增大空气过滤面积，凹陷中心为凹球面，可分散汇集到凹陷中心的空气冲击力，减小空气阻力发出的噪音。
上述初级过滤层14的滤芯包括以下按重量份的原料：
纳米蒙脱石20克；
纳米氧化锌20克；
粘合剂5克；
初级过滤层14滤芯的制备方法为：将氧化锌、蒙脱石和粘合剂混合搅拌均匀，烧结压缩成型，即得到初级过滤层滤芯。初级过滤层14滤芯的外表面设有无纺布层，防止初级过滤芯掉下粉末。初级过滤层能杀灭空气中的细菌、消除异味，能吸附空气粉尘中的铅、汞、氟、砷等有害重金属和硫化氢、氮气等污染空气。
上述中级过滤层13的滤芯包括以下按重量份的原料：
氧化银10克；
甲壳素6克；
聚乳酸20克；
中级过滤层滤芯132的制备方法为：
a.将氧化银、甲壳素和聚乳酸研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将氧化银、甲壳素和聚乳酸混合后加水搅拌均匀，得到共混溶液；
c.将所述共混溶液通过静电纺丝将纳米纤维纺到无纺布表面，得到中级过滤层滤芯的半成品；
d.将所述半成品在50℃-100℃下进行烘干，得到中级过滤层滤芯。
上述高级过滤层滤芯包括以下按重量份的原料：
硅灰石2克；
海水浓缩母液30克；
钾石盐15克；
碳酸氢钠20克；
高级过滤层滤芯的制备方法为：
a.将硅灰石、钾石盐和碳酸氢钠研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将海水浓缩母液加热至50℃，将钾石盐加入海水浓缩母液中，溶解均匀后，将硅灰石、碳酸氢钠加入海水浓缩母液中进行反应，反应的时间为3小时,得到空气净化液；上述海水浓缩母液为海水的7倍浓缩液。
c.将活性炭纤维浸入空气净化液中，让空气净化液完全浸透活性炭纤维；
d.将浸有空气净化液的活性碳纤维放置在烘箱内，加热烘干，即制成高级过滤层滤芯。
上述初级过滤层滤芯、中级过滤层滤芯132和高级过滤层滤芯的四周均设有橡胶密封垫131，起密封作用，防止漏气。
实施例3
一种复合式空气过滤装置，如图1所示，包括空气过滤腔体1，该空气过滤腔体1内由进气到出气方向依次包括进气过滤层15、送风机16、初级过滤层14、中级过滤层13、高级过滤层12和出气过滤层11；如图2、图3所示，其中中级过滤层13和高级过滤层12由四周向中心逐渐凹陷，该中心为凹球面1321；凹陷状可增大空气过滤面积，凹陷中心为凹球面，可分散汇集到凹陷中心的空气冲击力，减小空气阻力发出的噪音。
上述初级过滤层14的滤芯包括以下按重量份的原料：
纳米蒙脱石15份；
纳米氧化锌15份；
粘合剂4份；
初级过滤层14滤芯的制备方法为：将氧化锌、蒙脱石和粘合剂混合搅拌均匀，烧结压缩成型，即得到初级过滤层滤芯。初级过滤层14滤芯的外表面设有无纺布层，防止初级过滤芯掉下粉末。初级过滤层能杀灭空气中的细菌、消除异味，能吸附空气粉尘中的铅、汞、氟、砷等有害重金属和硫化氢、氮气等污染空气。
上述中级过滤层13的滤芯包括以下按重量份的原料：
氧化银8克；
甲壳素4克；
聚乳酸15克；
中级过滤层滤芯132的制备方法为：
a.将氧化银、甲壳素和聚乳酸研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将氧化银、甲壳素和聚乳酸混合后加水搅拌均匀，得到共混溶液；
c.将所述共混溶液通过静电纺丝将纳米纤维纺到无纺布表面，得到中级过滤层滤芯的半成品；
d.将所述半成品在50℃-100℃下进行烘干，得到中级过滤层滤芯。
上述高级过滤层滤芯包括以下按重量份的原料：
硅灰石1.5克；
海水浓缩母液25克；
钾石盐10克；
碳酸氢钠15克；
高级过滤层滤芯的制备方法为：
a.将硅灰石、钾石盐和碳酸氢钠研磨成粒径为纳米级的颗粒；
b.将海水浓缩母液加热至40℃，将钾石盐加入海水浓缩母液中，溶解均匀后，将硅灰石、碳酸氢钠加入海水浓缩母液中进行反应，反应的时间为2.5小时,得到空气净化液；上述海水浓缩母液为海水的6.5倍浓缩液。
c.将活性炭纤维浸入空气净化液中，让空气净化液完全浸透活性炭纤维；
d.将浸有空气净化液的活性碳纤维放置在烘箱内，加热烘干，即制成高级过滤层滤芯。
上述初级过滤层滤芯、中级过滤层滤芯132和高级过滤层滤芯的四周均设有橡胶密封垫131，起密封作用，防止漏气。
申请人采用得到的空气过滤装置进行空气过滤实验，实验结果如下表1所示：
实验项目 实施例1 实施例2 实施例3 现有技术
吸气阻力 65-75Pa 28-45Pa 48-58Pa 55-60Pa
甲醛过滤效率 >97% >99% >98.5% ≤98%
苯过滤效率 >98% >99.6% >99% ≤98%
氨过滤效率 >98.5% >99.8% >99.3% ≤99%
PM2.5过滤效率 >99% >99.9% >99.6% ≤99%
PM10过滤效率 >99.7% >99.96% >99.85% ≤99%
表1
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合式空气过滤装置，包括空气过滤腔体，所述空气过滤腔体内由进气到出气方向依次包括初级过滤层、中级过滤层和高级过滤层；其特征在于，所述中级过滤层和高级过滤层由四周向中心逐渐凹陷，所述中心为凹球面；
所述初级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：
纳米蒙脱石10-20份；
纳米氧化锌10-20份；
粘合剂3-5份；
所述中级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：
氧化银5-10份；
甲壳素2-6份；
聚乳酸10-20份；
所述高级过滤层的滤芯包括以下按重量份的原料：
硅灰石1-2份；
海水浓缩母液20-30份；
钾石盐5-15份；
碳酸氢钠10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述初级过滤层滤芯的制备方法为：将氧化锌、蒙脱石和粘合剂混合搅拌均匀，烧结压缩成型，即得到初级过滤层滤芯。
3.根据权利要求2所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述初级过滤层滤芯的外表面设有无纺布层。
4.根据权利要求1所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述中级过滤层滤芯的制备方法为：
将氧化银、甲壳素和聚乳酸研磨成粒径为纳米级的颗粒；
将氧化银、甲壳素和聚乳酸混合后加水搅拌均匀，得到共混溶液；
c.将所述共混溶液通过静电纺丝将纳米纤维纺到无纺布表面，得到中级过滤层滤芯的半成品；
d.将所述半成品在50℃-100℃下进行烘干，得到中级过滤层滤芯。
5.根据权利要求1所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述高级过滤层滤芯的制备方法为：
将硅灰石、钾石盐和碳酸氢钠研磨成粒径为纳米级的颗粒；
将海水浓缩母液加热至30-50℃，将钾石盐加入海水浓缩母液中，溶解均匀后，将硅灰石、碳酸氢钠加入海水浓缩母液中进行反应，得到空气净化液；
将活性炭纤维浸入空气净化液中，让空气净化液完全浸透活性炭纤维；
d.将浸有空气净化液的活性碳纤维放置在烘箱内，加热烘干，即制成高级过滤层滤芯。
6.根据权利要求5所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述反应的时间为2-3小时。
7.根据权利要求1所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述初级过滤层滤芯、中级过滤层滤芯和高级过滤层滤芯的四周均设有橡胶密封垫。
8.根据权利要求1所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述海水浓缩母液为海水的6-7倍浓缩液。
9.根据权利要求1所述的一种复合式空气过滤装置，其特征在于，所述空气过滤腔体内由进气到出气方向依次包括进气过滤层、送风机、初级过滤层、中级过滤层、高级层和出气过滤层；所述出气过滤层的滤芯为HEPA滤芯。
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