CN109865357A - 净化器轴卷循环滤芯装置及空气净化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种净化器轴卷循环滤芯装置及空气净化器，该滤芯装置包括：方形箱体，其一个侧面形成为出风面，相邻于出风面的两个相对侧面形成为进风面；第一过滤组件，设置在箱体内，包括第一滤网和第一滤网收放机构，第一滤网包括在其长度方向上重复排列的多个滤网单元，滤网单元包括在其长度方向上依次连接的第一滤网区域、第三滤网区域和第一滤网区域，滤网单元呈U形分布，以使得第一滤网区域面对进风面，第三滤网区域面对出风面；第二过滤组件，设置在第一过滤组件的内侧，包括呈V形分布的第二滤网和第二滤网收放机构，控制中心，用于控制滤网收放机构。本发明的滤芯装置及空气净化器不仅结构简单紧凑，而且空气净化效果优异。

Description

净化器轴卷循环滤芯装置及空气净化器

技术领域

本发明涉及一种净化器滤芯装置及包括其的空气净化器；更具体地讲，是涉及一种可自动更新滤网的滤芯装置及空气净化器。

背景技术

直径在10μm以上的尘粒通常大部分通过撞击沉积，在人体吸入时沉积在鼻咽部，直径小于10μm的粉尘(呼吸性粉尘)可进入呼吸道的深部及肺泡区，且在肺泡内沉积的粉尘大部分是5μm以下的粉尘。PM10是指环境空气中空气动力学当量直径小于等于10μm的颗粒物，PM2.5则指当量直径小于等于2.5μm的颗粒物，PM2.5在大气中悬浮的时间长，传播扩散的距离远，且通常含有大量有毒有害的物质，可进入肺部、血液，对人体呼吸道系统、心血管系统，甚至生殖系统都有很大的危害。

室内空气净化器和穿戴式空气净化器利用其中的滤芯装置对污染物进行吸附或清除，滤芯通常包括滤网，而滤芯吸附污染物的效能，主要取决于净化器风机功率大小和滤芯滤网的级别(密度大小)，当滤芯吸附能力不满足使用要求时，需要对滤芯进行及时清洁与更新。

更换或清洗滤芯的频率或周期是按照净化器使用空气环境来确定的，随空气环境的不同而变化。一般地，滤芯滤网的清洗周期为三至六个月，但在雾霾天气时，由于空气中污染物颗粒的急剧增加，滤芯滤网很容易快速吸附大量的污染物，导致滤芯滤网使用寿命缩短，但人们此时通常忽略了及时对滤网进行清洗和更换，那么就造成了二次污染，对人体的危害更为巨大。

鉴于此，出现了自动更新滤网的卷轴式滤芯装置。例如，中国专利文献CN200620100417.6公开了一种自动更新式空气滤网装置，其包括一可卷的滤网，该滤网上下两端分别与收集卷轴和释放卷轴连接，收集卷轴和释放卷轴分别设置在外壳内，外壳两端分别设有固定支架，收集卷轴与电机配合连接，控制器分别与电机、空气压力开关连接，实现对滤网的自动更新。

中国专利申请CN200820116216.4公开了一种自动卷绕式过滤器，包括支撑滤料的滤料架，滤料架上、下两端分别安装从动滤料卷轴和主动滤料卷轴，主动滤料卷轴与驱动电机以链传动连接，滤料一旁装有用于监测滤料进、出风面差压的差压开关，差压开关通过控制电路接驱动电机受控端。当含尘空气通过过滤器时，滤料的初始阻力随滤尘增加而逐步上升。当过滤器阻力上升至设计终值即滤料进、出风面的差压达到设定值时，差压开关动作，其开关信号通过逻辑控制电路使驱动电机自动启动，带动主动滤料卷轴转动，将过滤面上脏的滤料卷起，而由从动滤料卷轴上抽出洁净滤料展开在过滤面上，从而既能够方便滤料的更换，又可以避免人为判断误差导致的滤料浪费。

然而，上述滤芯装置中均只设置有单层滤网，空气净化效果较差，使用环境单一，而当简单地增加滤网层数时，需要相应地增加相同数量的电机以用于收放滤网，由此导致滤芯结构复杂、成本高且体积较大，难以满足消费者对该类产品小型化的需求。另外，现有滤芯装置还存在进出风口设计不合理，导致净化器存在工作时噪音较大的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构简单紧凑、低成本、低噪音、适用于多种使用环境且具有增强空气净化效果的净化器滤芯装置及空气净化器。

为了实现上述的主要目的，本发明的第一方面提供了一种净化器轴卷循环滤芯装置，其包括：

方形箱体，该箱体的其中一个侧面形成为出风面，相邻于出风面的两个相对侧面形成为进风面；

第一过滤组件，设置在箱体内，包括第一滤网以及第一滤网收放机构；其中，第一滤网包括在其长度方向上重复排列的多个滤网单元，滤网单元包括在第一滤网的长度方向上依次连接的第一滤网区域、第三滤网区域和第一滤网区域；第一滤网收放机构包括相互平行地设置在远离出风面一侧的第一收集卷轴和第一释放卷轴、设置在所述出风面一侧的两个第一张紧轴辊、以及用于驱动第一收集卷轴转动的第一旋转驱动机构；第一滤网的两端分别卷绕在第一收集卷轴和第一释放转轴上，中间承载在两个第一张紧轴辊上，以使得第一滤网区域面对进风面，第三滤网区域面对出风面；

第二过滤组件，设置在第一过滤组件的内侧，包括第二滤网和第二滤网收放机构；其中，第二滤网收放机构包括第二收集卷轴、第二释放卷轴、第二张紧轴辊和用于驱动第二收集卷轴转动的第二旋转驱动机构，第二收集转轴和第二释放转轴相互平行地设置在靠近出风面的一侧，第二张紧轴辊设置远离出风面的一侧；第二滤网的两端分别卷绕在收集卷轴和释放转轴上，中间承载在第二张紧轴辊上，以形成V形分布；

控制中心，用于控制第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构自动运转。

本发明中，第一滤网中第一滤网区域和第三滤网区域所采用的滤网可以相同或不同，第一滤网和第二滤网也可以是相同或不同滤网。优选地，第一滤网区域和第三滤网区域为不同滤网；更优选地，第一滤网区域、第二滤网和第三滤网区域的过滤孔径是依次减小的。

本发明中，第一滤网区域、第二滤网和第三滤网区域的具体过滤材料可以根据使用环境的不同而相应设置，以使得本发明的滤芯装置可以应用于多种不同使用环境中。举例来说，第一滤网区域用于吸附空气中较大颗粒的粉尘和动物毛发，第二滤网用于吸附油烟，第三滤网区域用于吸附PM2.5颗粒。进一步地，还可以根据需要而在滤芯中增设滤网。

由以上技术方案可见，本发明的滤芯装置工作时，空气流依次穿过第一滤网区域、第二滤网和第三滤网区域，实现多次过滤，极大地提高了空气净化效果；并且，滤芯采用相对两侧进风、中间一侧出风的方式，有效降低进风阻力及净化器工作噪音。

更重要的是，本发明将第一滤网区域和第三滤网区域组合设置在同一张可卷滤网上，通过一个滤网收放机构就可以同时实现二者的卷绕及自动更新，显著简化滤芯结构、降低其成本，促进了滤芯的小型化；另外，第二滤网呈V形分布，既扩大了其与空气的接触面积，又降低了空气流穿过第二滤网时的风阻及所产生噪音。

根据本发明的一种优选实施方式，第二滤网的内侧设置有固定在箱体上的滤网变形止挡构件，该止挡构件平行于第二滤网并与第二滤网相邻设置或保持接触。第二滤网因呈V形分布而具有较大的面积，滤网变形止挡构件可有效防止具有较大面积的第二滤网在空气压力下发生形变。

具体地，该止挡构件包括刚性栅网或一组间隔分布的止挡杆。

根据本发明的另一优选实施方式，箱体内设置有用于检测第一滤网区域粉尘吸附状态的第一粉尘传感器、用于检测第二滤网粉尘吸附状态的第二粉尘传感器和用于检测第三滤网区域粉尘吸附状态的第三粉尘传感器；控制中心根据第一粉尘传感器或第三粉尘传感器的信号对第一旋转驱动机构进行控制，根据第二粉尘传感器的信号对第二旋转驱动机构进行控制。可选择地，也可以设置各个滤网的自动更新周期，并由控制中心根据该更新周期控制第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构动作，以完成第一滤网和第二滤网的自动更新。

作为本发明的一种具体实施方式，第一旋转驱动机构包括第一电机、连接第一电机和第一收集卷轴的齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构。可选择地，第一收集卷轴可以与第一电机的动力输出轴同轴设置地固定连接。

作为本发明的一种具体实施方式，第二旋转驱动机构包括第二电机、连接第二电机和第二收集卷轴的齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构。可选择地，第二收集卷轴可以与第二电机的动力输出轴同轴设置地固定连接。

上述技术方案中，齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构优选为减速机构。

本发明的滤芯装置还可以包括报警器。报警器可在滤芯装置出现故障时，例如滤网自动更新失败时进行报警。

为了实现上述主要目的，本发明的另一方面提供了一种空气净化器，其包括上述的任意一种滤芯装置。

优选地，空气净化器主体中形成有抽屉式容纳腔，滤芯装置的箱体形成为抽屉单元而可拆装地设置在该容纳腔内，以方便对滤芯装置进行更换。

本发明的轴卷循环滤芯装置，可用一至两年，甚至更长时间才需进行清洗或更换，适用于工业、民用、室内、室外各种净化器，工作效率高，省时、省钱，高效、优质。

为了更清楚地阐述本发明的目的、技术方案及优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明净化器轴卷循环滤芯装置实施例1的结构示意图；

图2是本发明净化器轴卷循环滤芯装置实施例1中第一滤网的结构示意图；

图3是本发明净化器轴卷循环滤芯装置实施例1的控制原理图；

图4是本发明净化器轴卷循环滤芯装置实施例2的结构示意图。

具体实施方式

图1示出了作为本发明实施例1的净化器轴卷循环滤芯装置，包括方形箱体、设置在箱体内的第一过滤组件和第二过滤组件。其中，箱体的底部具有底座10，底座10内设置有电源(图中未示出)；箱体的顶面形成为出风面12，左右两个相对侧面形成为进风面11。滤芯装置安装到空气净化器主体(图中未示出)中使用，空气净化器主体中具有位于箱体顶面12上方的风机。

第一过滤组件包括第一滤网和第一滤网收放机构。如图2所示，第一滤网包括在其长度方向上重复排列的多个滤网单元21，每个滤网单元21包括在第一滤网的长度方向上依次连接的第一滤网区域211、第三滤网区域212和第一滤网区域211。

再次参见图1，第一滤网收放机构包括相互平行地设置在远离出风面12一侧的第一收集卷轴221和第一释放卷轴222、设置在出风面12一侧的两个第一张紧轴辊223、和用于驱动第一收集卷轴221转动的第一旋转驱动机构23。第一旋转驱动机构23包括第一电机、连接第一电机和第一收集卷轴的减速齿轮传动机构(图中未示出)。

第一滤网呈倒U形分布，其两端分别卷绕在第一收集卷轴221和第一释放转轴222上，中间承载在两个第一张紧轴辊223上，以使得第一滤网区域211面对进风面11，第三滤网区域212面对出风面212。

第二过滤组件设置在第一过滤组件的内侧，包括第二滤网31和第二滤网收放机构。第二滤网收放机构包括第二收集卷轴321、第二释放卷轴322、第二张紧轴辊323和用于驱动第二收集卷轴321转动的第二旋转驱动机构33，第二旋转驱动机构33包括第二电机、连接第二电机和第二收集卷轴的减速齿轮传动机构(图中未示出)。

第二收集转轴321和第二释放转轴322相互平行地设置在靠近出风面12的一侧，第二张紧轴辊323设置远离出风面12的一侧。第二滤网31的两端分别卷绕在第二收集卷轴321和第二释放转轴322上，中间承载在第二张紧轴辊323上，以形成V形分布。

本实施例中，第一滤网区域用于吸附较大颗粒的粉尘和动物毛发，第二滤网用于吸附油烟，第三滤网区域用于吸附PM2.5颗粒。在本发明的其他实施例中，可以根据使用环境的需要而在箱体内进一步设置其他滤网。

箱体内还设置有用于检测第一滤网区域211粉尘吸附状态的第一粉尘传感器2、用于检测第二滤网31粉尘吸附状态的第二粉尘传感器4和用于检测第三滤网区域212粉尘吸附状态的第三粉尘传感器3；控制中心根据第一粉尘传感器2或第三粉尘传感器3的信号对第一旋转驱动机构23进行控制，根据第二粉尘传感器4的信号对第二旋转驱动机构33进行控制。

参见图3，当第一粉尘传感器2检测到第一滤网区域211吸附满粉尘或第三粉尘传感器3检测到第三滤网区域212吸附满粉尘时，第一粉尘传感器2或第三粉尘传感器3传输粉尘已满的检测信号至控制中心,控制中心接收到该检测信号后，自动打开第一电机开关，驱动第一收集卷轴221旋转，从存储在第一释放卷轴222上的第一滤网中释放一个新的滤网单元21而完成第一滤网的自动更新，滤芯继续正常工作。

当第二粉尘传感器4检测到第二滤网31吸附满粉尘时，传输粉尘已满的检测信号至控制中心,控制中心接收到该检测信号后，自动打开第二电机开关，驱动第二收集卷轴321旋转，释放存储在第一释放卷轴322上的第二滤网而完成第二滤网的自动更新，滤芯继续正常工作。

如此类推，直至所释放卷轴上所存储的滤网完成工作寿命。其中，控制中心在滤网完成工作寿命前，通过芯片预设时间，预先发出信号，通知检修人员将吸附满污染物的轴卷滤芯装置取出清洗或更换新的轴卷滤芯装置，保证净化器正常工作。

如图3所示，本实施例的滤芯装置还包括例如光学或声音报警器，其可在滤芯装置出现故障时，例如滤网自动更新失败时进行报警。控制中心还接收用于检测风机100风速的风速传感器1的检测信号，并对风机100进行控制。

实施例2

图4示出了作为本发明实施例2的净化器轴卷循环滤芯装置。参见图4所示，实施例2与实施例1的不同之处在于：第二滤网21的内侧设置有作为滤网变形止挡构件的多个止挡杆34，止挡杆34平行于第二滤网21并与第二滤网21相邻设置或保持接触，以防止其在空气压力下发生变形。

在本发明的其他实施例中，滤芯装置的箱体形成为抽屉单元，并可拆装地设置在形成有抽屉式容纳腔的空气净化器主体中。

虽然以上通过优选实施例描绘了本发明，但应当理解的是，本领域普通技术人员在不脱离本发明的发明范围内，凡依照本发明所作的同等改进，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (10)

1.一种净化器轴卷循环滤芯装置，包括：

方形箱体，所述箱体的其中一个侧面形成为出风面，相邻于所述出风面的两个相对侧面形成为进风面；

第一过滤组件，设置在所述的箱体内，包括第一滤网以及第一滤网收放机构；其中，所述第一滤网包括在其长度方向上重复排列的多个滤网单元，所述滤网单元包括在所述第一滤网的长度方向上依次连接的第一滤网区域、第三滤网区域和第一滤网区域；所述第一滤网收放机构包括相互平行地设置在远离所述出风面一侧的第一收集卷轴和第一释放卷轴、设置在靠近所述出风面一侧的两个第一张紧轴辊、以及用于驱动所述第一收集卷轴转动的第一旋转驱动机构；所述第一滤网的两端分别卷绕在所述第一收集卷轴和所述第一释放转轴上，中间承载在两个所述第一张紧轴辊上，以使得所述第一滤网区域面对所述进风面，所述第三滤网区域面对所述出风面；

第二过滤组件，设置在所述第一过滤组件的内侧，包括第二滤网和第二滤网收放机构；其中，所述的第二滤网收放机构包括第二收集卷轴、第二释放卷轴、第二张紧轴辊和用于驱动所述第二收集卷轴转动的第二旋转驱动机构，所述第二收集转轴和第二释放转轴相互平行地设置在靠近所述出风面的一侧，所述第二张紧轴辊设置远离所述出风面的一侧；所述第二滤网的两端分别卷绕在所述第二收集卷轴和第二释放转轴上，中间承载在所述第二张紧轴辊上，以形成V形分布；

控制中心，用于控制所述第一旋转驱动机构和第二旋转驱动机构自动运转。

2.如权利要求1所述的滤芯装置，其中，所述第二滤网的内侧设置有固定在所述箱体上的滤网变形止挡构件，所述止挡构件平行于所述第二滤网并与所述第二滤网相邻设置或保持接触。

3.如权利要求2所述的滤芯装置，其中，所述止挡构件包括刚性栅网或一组间隔分布的止挡杆。

4.如权利要求1所述的滤芯装置，其中，所述箱体内设置有用于检测所述第一滤网区域粉尘吸附状态的第一粉尘传感器、用于检测所述第二滤网粉尘吸附状态的第二粉尘传感器和用于检测所述第三滤网区域粉尘吸附状态的第三粉尘传感器；所述控制中心根据所述第一粉尘传感器或所述第三粉尘传感器的信号对所述第一旋转驱动机构进行控制，根据所述第二粉尘传感器的信号对所述第二旋转驱动机构进行控制。

5.如权利要求1所述的滤芯装置，其中，所述第一旋转驱动机构包括第一电机、连接所述第一电机和所述第一收集卷轴的齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构。

6.如权利要求1所述的滤芯装置，其中，所述第二旋转驱动机构包括第二电机、连接所述第二电机和所述第二收集卷轴的齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构。

7.如权利要求5或6所述的滤芯装置，所述齿轮传动机构、链传动机构或皮带传动机构为减速机构。

8.如权利要求1所述的滤芯装置，还包括报警器。

9.一种空气净化器，包括如权利要求1至8任一项所述的滤芯装置。

10.如权利要求9所述的空气净化器，其中，所述空气净化器主体中形成有抽屉式容纳腔；所述滤芯装置的箱体形成为抽屉单元而可拆装地设置在所述容纳腔内。