CN110772888A - 一种动态空气过滤装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动态空气过滤装置，其特征在于，包括用于过滤空气的复合纤维滤料，在空气过滤时的气流作用下转动的风扇，用于固定复合纤维滤料的滤料框架，用于使复合纤维滤料沿水平方向往复运动使其纤维相互发生摩擦并产生静电荷的摇杆，用于驱动摇杆的偏心轮，用于连接摇杆与偏心轮的连杆，用于连接偏心轮与风扇使空气的流动驱动偏心轮作圆周运动的转轴及用于固定转轴的一对支撑杆；所述风扇在空气过滤时的气流的作用下旋转，风扇通过转轴带动偏心轮作圆周运动，偏心轮通过连杆将该圆周运动转换为摇杆的往复运动，继而带动上的复合纤维滤料沿水平方向往复运动，使复合纤维滤料中的纤维相互发生摩擦并产生静电荷，使其对粉尘、颗粒具有吸附性。

Description

一种动态空气过滤装置
技术领域
本发明属于空气过滤领域，特别涉及一种动态空气过滤装置。
背景技术
随着我国工业的不断发展，燃煤、垃圾焚烧、工厂废气等释放出大量的有毒有害物质，空气污染严重。目前应对空气污染最有效的方法是空气过滤，其核心组成部分是过滤材料，过滤效果与过滤材料息息相关。普通的过滤材料所带的静电很低，在过滤过程中对微粒的静电吸附作用较弱。如果能利用过滤装置使过滤材料带有电荷，过滤效率能得到明显的提高。
专利号CN208275177U公开了一种静电过滤装置，利用静电发生装置使过滤材料产生静电荷，提高过滤效率。专利号CN108568431A公开了一种高效低阻静电除尘过滤系统，在内壁上设有静电发生器，通过静电吸附作用提高除尘效率。虽然这些空气过滤装置可以使过滤材料产生一定的静电，但产生静电需要消耗较多的能量，且产生的电荷最终还是会消散，这大大影响了过滤材料的实际使用寿命和过滤效率。因此，如何使材料耗能少的产生和长久储存电荷仍是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有过滤装置耗能大、产生的静电荷无法长久保存等问题。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种动态空气过滤装置，其特征在于，包括用于过滤空气的复合纤维滤料，在空气过滤时的气流作用下转动的风扇，用于固定复合纤维滤料的滤料框架，用于使复合纤维滤料沿水平方向往复运动使其纤维相互发生摩擦并产生静电荷的摇杆，用于驱动摇杆的偏心轮，用于连接摇杆与偏心轮的连杆，用于连接偏心轮与风扇使空气的流动驱动偏心轮作圆周运动的转轴及用于固定转轴的一对支撑杆；所述风扇在空气过滤时的气流的作用下旋转，风扇通过转轴带动偏心轮作圆周运动，偏心轮通过连杆将该圆周运动转换为摇杆的往复运动，继而带动上的复合纤维滤料沿水平方向往复运动，使复合纤维滤料中的纤维相互发生摩擦并产生静电荷，使其对粉尘、颗粒具有吸附性。
优选地，所述摇杆与复合纤维滤料、复合纤维滤料与滤料框架之间均通过柔性胶连接，便于更换复合纤维滤料。
优选地，所述复合纤维滤料的弹性伸长长度大于偏心轮的直径。
优选地，所述复合纤维滤料为经编间隔织物与非织造针刺材料的复合纤维滤料。
更优选地，所述过滤装置中的复合纤维滤料为两侧经编间隔织物、中间非织造针刺材料的三明治结构，三层经过针刺加固和热处理形成复合纤维滤料。
更优选地，所述经编间隔织物提供力学加筋，采用涤纶；非织造针刺材料提供过滤性能，采用聚四氟乙烯纤维或涤纶纤维，制备工艺为开松混合、梳理、针刺。
优选地，所述复合纤维滤料在往复拉伸和压缩过程中的厚度不变，保证了其与框架的密封性。
优选地，还包括罩壳，罩壳上设有进风口和出风口。
更优选地，所述罩壳内设有用于间隔过滤前后空气的隔板。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)结构简单，实质上为一种曲柄滑块机构，各构件之间可拆卸。与同类的静电过滤装置比，本发明利用过滤时必然会产生的气流运动作为驱动力使复合纤维滤料做来回往复运动产生静电，无需外加电源，耗能少，成本低。
(2)具有较高的过滤效率，过滤阻力低。装置中的过滤材料为经编间隔复合纤维滤料/非织造复合纤维滤料，具有非织造三维弯曲孔径结构的特性，可以有效地过滤颗粒物。同时装置利用气流使复合纤维滤料内纤维相互摩擦产生静电荷，除了机械拦截作用外，还能利用静电吸附作用去除颗粒物，有效提高并维持了较为理想的过滤效率，而过滤阻力保持不变。
(3)采用TSI 8130滤料综合性能测试台测试，氯化钠气溶胶中的微粒中值直径为0.26μm时，过滤装置中复合纤维滤料的过滤效率为65-79％，过滤阻力为0.4-0.6Pa。
附图说明
图1为本发明提供的动态空气过滤装置的立体图；
图2为本发明提供的动态空气过滤装置的主视图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1-3提供的一种动态空气过滤装置，其包括用于过滤空气的复合纤维滤料2，在空气过滤时的气流作用下转动的风扇6，用于固定复合纤维滤料2的滤料框架3，用于使复合纤维滤料2沿水平方向往复运动使其纤维相互发生摩擦并产生静电荷的摇杆4，用于驱动摇杆4的偏心轮8，用于连接摇杆4与偏心轮8的连杆5，用于连接偏心轮8与风扇6使空气的流动驱动偏心轮8作圆周运动的转轴，用于固定转轴9的一对支撑杆7及罩壳1。罩壳1内设有用于间隔过滤前后空气的隔板10。摇杆4与复合纤维滤料2、复合纤维滤料2与滤料框架3之间均通过柔性胶连接，便于更换复合纤维滤料。
复合纤维滤料2的弹性伸长长度大于偏心轮8的直径。所述过滤装置中的复合纤维滤料2为两侧经编间隔织物、中间非织造针刺材料的三明治结构，三层经过针刺加固和热处理形成复合纤维滤料2。经编间隔织物提供力学加筋，采用涤纶；非织造针刺材料提供过滤性能，采用聚四氟乙烯纤维或涤纶纤维，制备工艺为开松混合、梳理、针刺。复合纤维滤料2在往复拉伸和压缩过程中的厚度不变，保证了其与框架的密封性。
风扇6在空气过滤时的气流的作用下旋转，风扇6通过转轴9带动偏心轮8作圆周运动，偏心轮8通过连杆5将该圆周运动转换为摇杆4的往复运动，继而带动上的复合纤维滤料2沿水平方向往复运动，使复合纤维滤料2中的纤维相互发生摩擦并产生静电荷，使其对粉尘、颗粒具有吸附性。
实施例1
选取以重量百分比计的聚四氟乙烯纤维50％、涤纶纤维50％作为针刺非织造材料的原料，对其进行开松混合、梳理成网、针刺加固，纤网正反各针刺两道，针刺密度为432刺/cm2，得到面密度为110g/m2的针刺非织造材料。在经编间隔织物上下各覆一层针刺非织造材料，喂入主针刺机中进行针刺复合。在机械力的作用下，针刺非织造材料被刺入到经编间隔织物中间的孔隙中，与经编间隔织物结合在一起；为防止刺针将经编间隔织物中间的单丝刺断，破坏经编间隔织物的结构，采用较低的针刺密度，针刺密度为80刺/cm2。经编间隔织物与针刺非织造材料经针刺加固后，进行热定型处理，得到具有较好的尺寸稳定性和弹性回复性的复合纤维滤料2。
以0.9m/s的恒定风速吹动风扇6，风扇6瞬间旋转并通过偏心轮8带动复合纤维滤料2作左右往复运动，复合纤维滤料2内的纤维相互摩擦，摩擦5min后，将复合纤维滤料2取下。测试复合纤维滤料2摩擦前后的表面静电势和过滤效率。
使用Trek表面静电势测试仪，将探头置于距离复合纤维滤料2 1cm处测试摩擦前后的表面电势，摩擦前复合纤维滤料2表面电势为110V，摩擦后表面电势为390V，摩擦前后表面电势增加了280V。采用TSI 8130滤料综合性能测试台测试，氯化钠气溶胶中的微粒中值直径为0.26μm时，过滤装置中复合纤维滤料2摩擦前表面的过滤效率为23％，过滤阻力为0.5Pa；摩擦后表面的过滤效率为66％，过滤阻力为0.5Pa。
实施例2
选取以重量百分比计的聚四氟乙烯纤维70％、涤纶纤维30％作为针刺非织造材料的原料，对其进行开松混合、梳理成网、针刺加固，纤网正反各针刺两道，针刺密度为432刺/cm2，得到面密度为110g/m2的针刺非织造材料。在经编间隔织物上下各覆一层针刺非织造材料，喂入主针刺机中进行针刺复合。在机械力的作用下，针刺非织造材料被刺入到经编间隔织物中间的孔隙中，与经编间隔织物结合在一起；为防止刺针将经编间隔织物中间的单丝刺断，破坏经编间隔织物的结构，采用较低的针刺密度，针刺密度为80刺/cm2。经编间隔织物与针刺非织造材料经针刺加固后，进行热定型处理，得到具有较好的尺寸稳定性和弹性回复性的复合纤维滤料2。
搭建动态过滤系统，组装风扇、转轴、支撑杆、偏心轮、连杆、摇杆，使用柔性胶将复合纤维滤料2安装在过滤系统上，以0.9m/s的恒定风速吹动风扇6，风扇6瞬间旋转并通过偏心轮8带动复合纤维滤料2作左右往复运动，复合纤维滤料2内的纤维相互摩擦，摩擦5min后，将复合纤维滤料2取下。测试复合纤维滤料2摩擦前后的表面静电势和过滤效率。
使用Trek表面静电势测试仪，将探头置于距离复合纤维滤料2 1cm处测试摩擦前后的表面电势，摩擦前复合纤维滤料2表面电势为270V，摩擦后表面电势为760V，摩擦前后表面电势增加了490V。采用TSI 8130滤料综合性能测试台测试，氯化钠气溶胶中的微粒中值直径为0.26μm时，过滤装置中复合纤维滤料2摩擦前表面的过滤效率为29％，过滤阻力为0.4Pa；摩擦后表面的过滤效率为77％，过滤阻力为0.4Pa。
实施例3
选取以重量百分比计的聚四氟乙烯纤维50％、涤纶纤维50％作为针刺非织造材料的原料，对其进行开松混合、梳理成网、针刺加固，纤网正反各针刺两道，针刺密度为432刺/cm2，得到面密度为110g/m2的针刺非织造材料。在经编间隔织物上下各覆一层针刺非织造材料，喂入主针刺机中进行针刺复合。在机械力的作用下，针刺非织造材料被刺入到经编间隔织物中间的孔隙中，与经编间隔织物结合在一起；为防止刺针将经编间隔织物中间的单丝刺断，破坏经编间隔织物的结构，采用较低的针刺密度，针刺密度为80刺/cm2。经编间隔织物与针刺非织造材料经针刺加固后，进行热定型处理，得到具有较好的尺寸稳定性和弹性回复性的复合纤维滤料2。
搭建动态过滤系统，组装风扇、转轴、支撑杆、偏心轮、连杆、摇杆，使用柔性胶将复合纤维滤料2安装在过滤系统上，以1.5m/s的恒定风速吹动风扇6，风扇6瞬间旋转并通过偏心轮8带动复合纤维滤料2作左右往复运动，复合纤维滤料2内的纤维相互摩擦，摩擦5min后，将复合纤维滤料2取下。测试复合纤维滤料2摩擦前后的表面静电势和过滤效率。
使用Trek表面静电势测试仪，将探头置于距离复合纤维滤料2 1cm处测试摩擦前后的表面电势，摩擦前复合纤维滤料2表面电势为110V，摩擦后表面电势为530V，摩擦前后表面电势增加了420V。采用TSI 8130滤料综合性能测试台测试，氯化钠气溶胶中的微粒中值直径为0.26μm时，过滤装置中复合纤维滤料2摩擦前表面的过滤效率为23％，过滤阻力为0.5Pa；摩擦后表面的过滤效率为71％，过滤阻力为0.5Pa。

Claims (9)

1.一种动态空气过滤装置，其特征在于，包括用于过滤空气的复合纤维滤料(2)，在空气过滤时的气流作用下转动的风扇(6)，用于固定复合纤维滤料(2)的滤料框架(3)，用于使复合纤维滤料(2)沿水平方向往复运动使其纤维相互发生摩擦并产生静电荷的摇杆(4)，用于驱动摇杆(4)的偏心轮(8)，用于连接摇杆(4)与偏心轮(8)的连杆(5)，用于连接偏心轮(8)与风扇(6)使空气的流动驱动偏心轮(8)作圆周运动的转轴及用于固定转轴(9)的一对支撑杆(7)；所述风扇(6)在空气过滤时的气流的作用下旋转，风扇(6)通过转轴(9)带动偏心轮(8)作圆周运动，偏心轮(8)通过连杆(5)将该圆周运动转换为摇杆(4)的往复运动，继而带动上的复合纤维滤料(2)沿水平方向往复运动，使复合纤维滤料(2)中的纤维相互发生摩擦并产生静电荷。
2.如权利要求1所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述摇杆(4)与复合纤维滤料(2)、复合纤维滤料(2)与滤料框架(3)之间均通过柔性胶连接。
3.如权利要求1所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述复合纤维滤料(2)的弹性伸长长度大于偏心轮(8)的直径。
4.如权利要求1所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述复合纤维滤料(2)为经编间隔织物与非织造针刺材料的复合纤维滤料。
5.如权利要求4所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述过滤装置中的复合纤维滤料(2)为两侧经编间隔织物、中间非织造针刺材料的三明治结构，三层经过针刺加固和热处理形成复合纤维滤料(2)。
6.如权利要求4或5所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述经编间隔织物采用涤纶；非织造针刺材料采用聚四氟乙烯纤维或涤纶纤维。
7.如权利要求1所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述复合纤维滤料(2)在往复拉伸和压缩过程中的厚度不变。
8.如权利要求1所述的动态空气过滤装置，其特征在于，还包括罩壳(1)，罩壳(1)上设有进风口和出风口。
9.如权利要求8所述的动态空气过滤装置，其特征在于，所述罩壳(1)内设有用于间隔过滤前后空气的隔板(10)。
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