CN109967240B - 一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置，包括用于使得通过的微颗粒带上异性电荷的预荷装置、以及用于产生交变电场而使得带有异性电荷的微颗粒互相碰撞后凝并的电凝并装置，在空气气流的流动路径上，所述预荷装置位于电凝并装置的上游，所述预荷装置包括预荷极板和钨丝组件，所述钨丝组件包括钨丝，其特征在于：所述钨丝组件还包括绝缘棒体，所述钨丝螺旋地缠绕在所述绝缘棒上，从而使得所述钨丝上产生多个与相邻预荷极板正对的电离点。预荷装置通过将钨丝螺旋缠绕在绝缘的棒体上，可以增加电离点，使得电离更加充分，此外还可以增加钨丝的强度和稳定性，避免受到空气气流影响。
Description
技术领域
本发明涉及空气净化领域，尤其是一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置。
背景技术
目前市面上用于空气中去除颗粒物的方法主要有过滤和电离等方法，其中过滤的方法需要消耗滤料，且风阻大。电离包括高压静电和负离子净化等，高压静电是指通过对钨丝施加负高压，并和接地的极板产生放电，使得通过的空气中的颗粒物带上负电荷，然后对颗粒物进行收集达到空气净化；负离子净化是指是一种利用自身产生的负离子对空气进行净化、除尘、除味、灭菌的环境优化，其与传统的空气净化机的不同之处是以负离子作为作用因子，主动出击捕捉空气中的有害物质。
电凝并技术是指空气中的微颗粒经过异性电荷后，引入到加有高压电场的凝并区中，带有异性电荷的微颗粒在交变电场力的作用下产生往复振动使得微颗粒相互碰撞然后凝并形成大颗粒被收集。
现有的基于电凝并技术的空气净化装置，如申请号为201120560320.4的中国专利公开的一种三区式电凝并除尘器，包括依次设置的第一电场除尘区、第二凝并收尘区和第三电场除尘区，通过第一电场除尘区对粗颗粒粉尘进行充分荷电并高效捕集，再经过第二凝并收尘区的边荷电边凝并，逐步形成粗颗粒粉尘，最后通过第三电场除尘区进行有效荷电及捕集，从而使得最终从除尘器尾部排出的粉尘量大幅减少，净化系统整体效率得到显著提升；又如申请号为201310574092.X的中国专利公开的一种餐饮油烟一体化处理系统，由双极性预荷电装置、交流电场凝并捕集装置和等离子体催化净化装置构成，双极性预荷电装置内交替布置有正极性电晕极、接地极和负极性电晕极，交流电场凝并捕集装置内平行布置有电极板，电极板与交流电源连接，等离子体催化净化装置内依次设置有多针电极、金属筛网、多孔催化剂层和金属筛网电极；又如申请号为201410795068.3的中国专利公开的一种预荷电凝并袋式除尘器，在进气烟道内设置双极荷电装置，包括接一组间隔排列的地极和正、负放电极，形成正负交替电场的双极荷电区，在进气烟道尾部空间及过滤仓室的缓冲空间内设置混合凝并区，凝并后的大颗粒随气流迅速进入到滤袋过滤仓，由滤袋进行尘与气分离。
上述的这些基于电凝并技术的空气净化装置，通常钨丝处于裸露状态，安全保护措施差，并且存在电离不充分的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种提高收集能力的基于电凝并技术的微颗粒净化装置。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置，包括用于使得通过的微颗粒带上异性电荷的预荷装置、以及用于产生交变电场而使得带有异性电荷的微颗粒互相碰撞后凝并的电凝并装置，在空气气流的流动路径上，所述预荷装置位于电凝并装置的上游，所述预荷装置包括预荷极板和钨丝组件，所述钨丝组件包括钨丝，其特征在于：所述钨丝组件还包括绝缘棒体，所述钨丝螺旋地缠绕在所述绝缘棒上，从而使得所述钨丝上产生多个与相邻预荷极板正对的电离点。
优选的，所述绝缘棒为瓷棒。
优选的，所述极板为铝制的平板。
为便于使得微颗粒带上异性电荷，所有钨丝包括分别用于连接到负高压的第一钨丝和用于连接到正高压的第二钨丝。
优选的，为便于产生均匀的电场，所述第一钨丝和第二钨丝相间、并列地布置，所述预荷装置还包括用于电连接到负高压的第一导电片和用于电连接到正高压的第二导电片，所述第一导电片与第一钨丝电连接，所述第二导电片与第二钨丝电连接。
为便于设置预荷极板和钨丝组件，所述预荷装置还包括第一外框，所述预荷极板和钨丝组件设置在第一外框内，所述第一外框具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述预荷极板和钨丝组件在第一侧壁和第二侧壁之间延伸，并且所述预荷极板穿出第一外框的第二侧壁、通过第三导电片而接地，所述钨丝组件穿出第一外框的第一侧壁以便连接到高压电源。
为便于预荷极板相对第一外框定位，所述预荷极板具有长度方向上相对的第一端和第二端，所述第一外框的第一侧壁上开设有嵌槽，所述第一外框的第二侧壁内侧开设有通槽，所述通槽的数量、位置与嵌槽对应，所述预荷极板的第一端嵌入在嵌槽内，所述预荷极板的第二端穿过通槽而露出于第一外框。
为便于各预荷极板独立地接地，所述极板穿出第一外框的第二侧壁的第二端上弯折形成有第一接头，所述第一外框的第二侧壁外侧设置有第三导电片，所述第三导电片与所述第一接头电连接、并且接地。
为使得带上异性电荷的微颗粒合并成较大的颗粒，所述电凝并装置包括第一极板、第二极板、用于电连接到零线的第一触片和用于电连接到火线的第二触片，所述第一极板和第二极板相邻、并列地布置，所述第一触片与第一极板电连接，所述第二触片与第二极板电连接。
为便于收集电凝并后的较大颗粒，以及便于设置预荷装置和电凝并装置，所述预荷装置、收集装置和电凝并装置外设置有外壳，所述外壳的一侧开设有第一插口、第二插口和第三插口，所述外壳的内侧壁上、与开设插口的一侧相邻的两侧，分别设置有与第一插口对应的第一插槽、与第二插口对应的第二插槽、以及与第三插口对应的第三插槽，所述预荷装置从第一插口插入到第一插槽内而与外壳相对固定，所述电凝并装置从第二插口插入到第二插槽内而与外壳相对固定，所述收集装置从第三插口插入到第三插槽内而与外壳相对固定。
与现有技术相比，本发明的优点在于：预荷装置采用将钨丝螺旋缠绕在绝缘的棒体上，可以增加电离点，使得电离更加充分，此外还可以增加钨丝的强度和稳定性，避免受到空气气流影响；在电凝并装置中，相邻的两块极板施加相反极性的高压交流电，使得每两块极板之间都可以形成高压交变电场，带有异性电荷的颗粒物在交变电场力的作用下产生往复振动使得颗粒物相互碰撞然后凝并形成大颗粒，被后端的HEPA收集从而达到空气净化；此外，预荷装置、电凝并装置和收集装置与外壳的定位方式，可以方便地拆装；整体制作简单，成本也较低。
附图说明
图1为本发明实施例的微颗粒净化装置的示意图；
图2为本发明实施例的微颗粒净化装置的分解结构示意图；
图3为本发明实施例的微颗粒净化装置的预荷装置的分解结构示意图；
图4为本发明实施例的预荷装置的俯视图；
图5为图4的局部Ⅰ放大示意图；
图6为本发明实施例的空气净化装置的电凝并装置的分解结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1和图2，一种基于电凝并的微颗粒净化装置，包括预荷装置1、收集装置2、外壳3和电凝并装置4，上述的预荷装置1、收集装置2和电凝并装置4设置在外壳3内。在空气气流的流动路径上，预荷装置1位于最上游，收集装置2位于最下游，而电凝并装置4设置在预荷装置1和收集装置2之间。其中，预荷装置1和电凝并装置4之间的间距为20cm～30cm，而电凝并装置4和收集装置2则紧贴设置。空气经过预荷装置1后，里面的微颗粒(主要为pm2.5，也可以为更小的颗粒)分别带上异性电荷，进入电凝并装置4后，带有异性电荷的微颗粒进行吸引然后合并形成较大的微颗粒，被下游的收集装置2收集。
外壳3由绝缘材料制成，其一侧开设有第一插口31、第二插口32和第三插口33，外壳3的内侧壁上、与开设插口的一侧相邻的两侧，分别设置有与第一插口31对应的第一插槽34，与第二插口32对应的第二插槽35，以及与第三插口33对应的第三插槽36。预荷装置1从第一插口31插入到第一插槽34内而与外壳3相对固定，电凝并装置3从第二插口32插入到第二插槽35内而与外壳3相对固定，收集装置2从第三插口33插入到第三插槽36内而与外壳3相对固定。从附图1中所示，收集装置2设置在外壳3的底部，而预荷装置1设置在外壳3的顶部，并且外壳3的底部和顶部均为开口，以便空气气流通过。
参见图3～图5，预荷装置1包括第一外框11、预荷极板12、钨丝组件13、第三导电片14、第一导电片15和第二导电片16。
第一外框11由绝缘材料制成，具有相对的第一侧壁111和第二侧壁112。每个预荷极板12和钨丝组件13分别具有长度方向上相对的第一端和第二端。每个预荷极板12和钨丝组件13各自的第一端和第二端分别延伸到第一外框11的第一侧壁11和第二侧壁112。优选的，预荷极板12和钨丝组件13均具有多个，并且各钨丝组件13并列地间隔布置。
在本实施例中，为便于定位预荷极板12，第一外框11的第一侧壁111内侧开设有嵌槽1111，第一外框11的第二侧壁112上开设有通槽1121，通槽1121的数量、位置与嵌槽1111对应，并且通槽1121和嵌槽1111的数量、形状与预荷极板12对应。每个预荷极板12的第一端嵌入在嵌槽1111内，每个预荷极板12的第二端穿过通槽1121而露出于第一外框11外，由此，预荷极板12与第一外框11的位置相对固定。每个预荷极板12穿出第一外框11的第二侧壁112的第二端上弯折形成有第一接头121，第三导电片14设置在第一外框11的第二侧壁112外侧，与每个预荷极板12上的第一接头121电连接，并且接地。
预荷极板12为普通的平板，优选的，由铝制成。
钨丝组件13与相邻的每一个预荷极板12之间的距离为8～10mm。每个钨丝组件13包括钨丝131和绝缘棒132，如瓷棒，钨丝131螺旋地缠绕在相应的绝缘棒132上，不仅可以增加钨丝131的稳定性和强度，使之不会受到空气气流的影响，同时还可以增加电离点，使得电离更加充分。
第一外框11的第一侧壁111上还开设有插孔1112，插孔1112的数量与绝缘棒132的数量相应。第一外框11的第二侧壁112内侧还设置有定位盲孔1122，定位盲孔1122的数量和位置与插孔1112对应。每个绝缘棒132的第一端从第一外框11的第一侧壁111上的插孔1112穿出到外壳1外，每个绝缘棒132的第二端插入到第一外框11的第二侧壁112上的定位盲孔1122内，由此绝缘棒132与第一外框11的相对位置固定。每个绝缘棒132穿出第一外框11的第一侧壁111的第一端设置有第二接头1321，第二接头1321的尺寸大于插孔1112，由此使得绝缘棒132相对第一外框11的位置固定，钨丝131的端部同样从插孔1112穿出到第一外框11的第一侧壁111外侧。
当预荷极板12具有多组时，每组预荷极板12在与空气气流流动路径垂直的方向(预荷极板12的宽度方向)上间隔地布置。
所有的钨丝131包括第一钨丝1311和第二钨丝1312两种类型，第一钨丝1311和第二钨丝1312相间、并列地布置，由此使得各第一钨丝1311(从图4中由前往后数，奇数列)相间隔布置，各第二钨丝1312(从图4中由前往后数，偶数列)相间隔布置。第一导电片15和第二导电片16设置在第一外框11的第一侧壁111外侧，其中第一导电片15与第一钨丝1311上的第二接头1321电连接，并与负高压包连接，电压优选的为-8000～-10000V；第二导电片16与第二钨丝1312上的第二接头1321电连接，并与正高压包连接，电压优选的为8000～10000V。
可替代的，第一钨丝1311和第二钨丝1312的位置可互换。
当钨丝131通过第一导电片15、第二导电片16接上高压时，与相邻两侧的预荷极板12可产生多个电离点A(钨丝131与绝缘棒132缠绕处与两侧预荷极板12正对的点，这样的点在每一根绝缘棒132上均具有多个)，参见图5，由此可使得电离更加的充分。
由于第一钨丝1311和第二钨丝1312分别施加相反的电压，因此微颗粒通过预荷装置1时，会带上异性电荷。
在本实施例中，收集装置2采用普通的HEPA。
参见图2和图6，电凝并装置4包括第二外框41、第一极板42、第二极板43、第一触片44和第二触片45，其中，第一极板42、第二极板43优选的由铝制成。
第一极板42和第二极板43相邻、并列地布置，由此使得各第一极板42(从图2和图6中由前往后数，奇数列)相间隔布置、第二极板43(从图2和图6中由前往后数，偶数列)相间隔布置，每个第一极板42和第二极板43分别具有长度方向上相对的第一端和第二端。第二外框41具有相对的第三侧壁411和第四侧壁412，第三侧壁411和第四侧壁412内侧分别设置有卡槽46，每一侧上的卡槽46与第一极板42、第二极板43的数量相应，并且各卡槽46间隔地布置。
每个第一极板42的第一端与第四侧壁412的一个卡槽46卡合、并且与第四侧壁412的内侧抵接，每个第一极板42的第二端从第三侧壁411上相应的卡槽46穿出到第二外框41外，由此，第一极板42与第二外框41的位置相对固定。每个第一极板42穿出第二外框41第三侧壁411的第二端上弯折形成有第三接头421。第一触片44设置在第二外框41的第三侧壁411外侧，并与第一极板42上的第三接头421电连接，并且接零线。
每个第二极板43的第一端与第三侧壁411的一个卡槽46卡合、并且与第三侧壁411的内侧抵接，每个第二极板43的第二端从第四侧壁412上相应的卡槽46穿出到第二外框41外，由此，第二极板43与第二外框41的位置相对固定。每个第二极板43穿出第二外框41第四侧壁412的第二端上弯折形成有第四接头431。第二触片45设置在第二外框41的第四侧壁412外侧，并与第二极板43上的第四接头431电连接，并且接高压交流电火线。
可替代的，第一极板42和第二极板43的位置可互换。
给电凝并装置4通上电之后，相邻的第一极板42和第二极板43施加相反极性的高压交流电，使得每两块极板之间都可以形成高压交变电场，在高压交流电场的作用下，带上异性电荷的微颗粒会相互吸引碰撞然后凝并成较大的微颗粒，被下游的收集装置2收集从而达到空气净化。
Claims (10)
1.一种基于电凝并技术的微颗粒净化装置，包括用于使得通过的微颗粒带上异性电荷的预荷装置(1)、以及用于产生交变电场而使得带有异性电荷的微颗粒互相碰撞后凝并的电凝并装置(4)，在空气气流的流动路径上，所述预荷装置(1)位于电凝并装置(4)的上游，所述预荷装置(1)包括预荷极板(12)和钨丝组件(13)，所述钨丝组件(13)包括钨丝(131)，其特征在于：所述钨丝组件(13)还包括绝缘棒体，所述钨丝(131)螺旋地缠绕在所述绝缘棒(132)上，从而使得所述钨丝(131)上产生多个与相邻预荷极板(12)正对的电离点(A)。
2.根据权利要求1所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述绝缘棒(132)为瓷棒。
3.根据权利要求1所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述预荷极板(12)为铝制的平板。
4.根据权利要求1所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所有的钨丝(131)包括分别用于连接到负高压的第一钨丝(1311)和用于连接到正高压的第二钨丝(1312)。
5.根据权利要求4所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述第一钨丝(1311)和第二钨丝(1312)相间、并列地布置，所述预荷装置(1)还包括用于电连接到负高压的第一导电片(15)和用于电连接到正高压的第二导电片(16)，所述第一导电片(15)与第一钨丝(1311)电连接，所述第二导电片(16)与第二钨丝(1312)电连接。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述预荷装置(1)还包括第一外框(11)，所述预荷极板(12)和钨丝组件(13)设置在第一外框(11)内，所述第一外框(11)具有相对的第一侧壁(111)和第二侧壁(112)，所述预荷极板(12)和钨丝组件(13)在第一侧壁(111)和第二侧壁(112)之间延伸，并且所述预荷极板(12)穿出第一外框(11)的第二侧壁(112)而接地，所述钨丝组件(13)穿出第一外框(11)的第一侧壁(111)以便连接到高压电源。
7.根据权利要求6所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述预荷极板(12)具有长度方向上相对的第一端和第二端，所述第一外框(11)的第一侧壁(111)上开设有嵌槽(1111)，所述第一外框(11)的第二侧壁(112)内侧开设有通槽(1121)，所述通槽(1121)的数量、位置与嵌槽(1111)对应，所述预荷极板(12)的第一端嵌入在嵌槽(1111)内，所述预荷极板(12)的第二端穿过通槽(1121)而露出于第一外框(11)。
8.根据权利要求7所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述预荷极板(12)穿出第一外框(11)的第二侧壁(112)的第二端上弯折形成有第一接头(121)，所述第一外框(11)的第二侧壁(112)外侧设置有第三导电片(14)，所述第三导电片(14)与所述第一接头(121)电连接、并且接地。
9.根据权利要求1~5中任一项所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：所述电凝并装置(4)包括第一极板(42)、第二极板(43)、用于电连接到零线的第一触片(44)和用于电连接到火线的第二触片(45)，所述第一极板(42)和第二极板(43)相邻、并列地布置，所述第一触片(44)与第一极板(42)电连接，所述第二触片(45)与第二极板(43)电连接。
10.根据权利要求1~5中任一项所述的基于电凝并技术的微颗粒净化装置，其特征在于：还包括收集装置(2)，在空气气流的流动路径上，所述收集装置(2)位于电凝并装置(4)的下游；所述预荷装置(1)、收集装置(2)和电凝并装置(4)外设置有外壳(3)，所述外壳(3)的一侧开设有第一插口(31)、第二插口(32)和第三插口(33)，所述外壳(3)的内侧壁上、与开设插口的一侧相邻的两侧，分别设置有与第一插口(31)对应的第一插槽(34)、与第二插口(32)对应的第二插槽(35)、以及与第三插口(33)对应的第三插槽(36)，所述预荷装置(1)从第一插口(31)插入到第一插槽(34)内而与外壳(3)相对固定，所述电凝并装置(4)从第二插口(32)插入到第二插槽(35)内而与外壳(3)相对固定，所述收集装置(2)从第三插口(33)插入到第三插槽(36)内而与外壳(3)相对固定。
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