CN112999788A - 一种高效空气过滤器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效空气过滤器及其制备方法，包括外框及设置于外框内的滤芯，所述滤芯呈复数个波浪形，由多个波峰与波谷相间连续组成，其特征在于：所述滤芯包含高通段、低通段及普通段中的至少两个部分，透过所述滤芯的出风风速分布为：高通段>普通段>低通段，所述高通段中相邻所述波峰之间的间距<普通段中相邻所述波峰之间的间距<低通段中相邻所述波峰之间的间距。本发明利用不同间距的折痕产生不同大小的风阻力，从而在不改变产品结构的情况下，仅运用滤芯不同通段来实现对风速的调节，提升风速均匀性，获得良好的技术性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化产品，尤其涉及一种高效空气过滤器及其制备方法。
背景技术
高效空气过滤器主要用于捕集0.3微米及以上的颗粒尘埃及各种悬浮物，采用超细玻璃纤维纸或高分子材料作为滤芯的滤料，与外框(铝合金或铝板等)胶合而成，广泛用于光学电子、LED液晶制造、PCB印刷、生物医药、精密仪器、饮料食品等行业用各类净化产品的送风末端。
高效空气过滤器滤芯的生产，是将滤纸通过折纸机上下刀具差速咬合，形成折痕，并在滤纸表面注上胶线，靠胶线的粘合，达到对滤纸的折叠定型，制成滤芯1，再固定于外框2内，如图1所示。现有技术中，折痕为均匀布置，即相邻折痕的折间距3相等，如图2所示，滤纸形成的结构阻力在每一处都基本相等，倘若高效空气过滤器上游的静压也是均匀的，那经过高效空气过滤器的出风风速也是均匀的，此为理想状态下的出风形式。然而实际情况是，安装于风机箱出风口下游静压箱内的高效空气过滤器，由于风机出风口的远近，进入高效空气过滤器的风量与风速均为不等的，从而在通过滤纸后进入洁净产品工作区内的风量与风速也是不等的，这就会影响到洁净产品的洁净度和风速均匀性。
为解决上述出风不均匀的问题，目前业内的常规操作是加设匀流板，通过增加外部阻力结构，调节风量与风速，如中国发明专利CN105135646B公开的《洁净设备双向出风消音匀流平衡装置及其洁净设备》，通过在出风口加装平衡模块以及调节机构，调节机构调整平衡模块中导风板的角度，控制送风量与排风量，调整风量的平衡，达到匀流的作用。
但是，此类增加外部结构的解决方式，一方面增加了设备制造成本，另一方面占用了洁净产品内的有限空间，在一些小型设备中不便于使用。我们需要一种更为简化的结构或方法，满足更多使用环境的需要。
发明内容
本发明目的是提供一种高效空气过滤器及其制备方法，通过对高效空气过滤器结构的改进，在不增加外部结构的情况下，获得均匀的出风气流，简化了结构，降低了成本。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高效空气过滤器，包括外框及设置于外框内的滤芯，所述滤芯呈复数个波浪形，由多个波峰与波谷相间连续组成，所述滤芯包含高通段、低通段及普通段中的至少两个部分，透过所述滤芯的出风风速分布为：高通段>普通段>低通段，所述高通段中相邻所述波峰之间的间距<普通段中相邻所述波峰之间的间距<低通段中相邻所述波峰之间的间距。
上述技术方案中，所述滤芯由滤纸通过折纸机压制形成折痕，构成所述波峰与波谷，所述滤纸表面涂覆有胶线，相邻所述波峰之间嵌有所述胶线，形成相互之间的间隔。
上述技术方案中，高通段中相邻所述波峰之间的胶线厚度<普通段中相邻所述波峰之间的胶线厚度<低通段中相邻所述波峰之间的胶线厚度。
上述技术方案中，所述高通段的折痕间距为2mm～3mm，所述普通段的折痕间距为小于4mm大于等于3mm，所述低通段的折痕间距为小于5mm大于等于4mm。
为达到上述目的，本发明采用的方法技术方案是：一种高效空气过滤器的制备方法，其方法为：
a.通过计算，获取洁净产品内部静压力的分布情况，根据该静压力数据设计高效空气过滤器中滤芯的高通段或普通段或低通段的分布；
b.根据上述步骤a中得到的滤芯设计分布图，调整折纸机出胶阀控制出胶量的大小和折纸速度；
c.将滤纸放置于折纸机中，折纸机上下刀具差速咬合，形成折痕，并在折痕表面注上胶线，靠胶线的粘合，对滤纸的折痕定型，确定折间距，制成滤芯；
d.将滤芯四周配上型材框架，灌入密封胶，完成高效空气过滤器的制作。
上述技术方案中，所述步骤a中，通过使用CFD软件分析洁净产品内部静压力，得出安装于该洁净产品内的高效空气过滤器上游空间各处静压力的分布情况，从而计算出滤芯的高通段、普通段及低通段的分布区域，静压力越大的区域，需要越大的阻力与其平衡，对应是低通段；反之，静压力越小则对应高通段；通过折痕间的间距不同，形成局部的阻力不同，分配、平衡不同的静压力，使得在高效空气过滤器的出风面产生均匀的出风风速。
上述技术方案中，所述步骤b中，当调大出胶量或降低折纸速度，使得折痕间间距变大，获得低通段滤芯；当减小出胶量或加快折纸速度，使得折痕间间距变小，获得高通段滤芯。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明中利用滤芯折痕间距的调整，平衡由于洁净产品内部结构造成的静压差异，从而在经过滤芯后的风速在未改变箱体结构，也未增加任何均流装置的情况下，均匀性提升70%以上；
2．由于滤纸在成为滤芯前通过折纸机压制形成折痕，而折痕的定型则通过注胶线的粘合形成，因为本发明利用这一点控制注胶量或折纸的速度，实现对注胶线厚度的变化，即对折痕间距的控制，进而在同一张滤纸上形成不同间距折痕的几个分区，获得平衡静压、调节风速的能力，提高洁净产品的技术性能；
3．本发明通过使用CFD软件模拟洁净产品的运行情况，采集在产品内产生的静压分布图，从而计算出滤芯内出风的阻力分布，通过这一分布数据调整折纸机的运行参数（出胶量及折纸速度），最终获得可以平衡洁净产品内部静压的高效空气过滤器，经实验证明风速不均匀性下降到4%左右，即风速的均匀性提升了70%以上；
4．本发明在不改变原有产品结构，不增加匀流装置，实现匀流效果，降低了生产成本，且适用于现有的洁净产品中。
附图说明
图1是本发明背景技术中现有高效空气过滤器的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是本发明实施例一中高效空气过滤器的结构示意图；
图4是图3的剖视图；
图5是本发明实施例一中利用CFD软件模拟分析过程；
图6是本发明实施例二中滤芯折痕疏密分布示意图；
图7是本发明实施例三中滤芯折痕疏密分布示意图。
其中：1、滤芯；2、外框；3、折间距；4、低通段；5、高通段；6、普通段。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见图3～5所示，一种高效空气过滤器，包括外框2及设置于外框2内的滤芯1，所述滤芯1呈复数个波浪形，由多个波峰与波谷相间连续组成，所述滤芯1包含低通段4、高通段5及普通段6中的至少两个部分，透过所述滤芯1的出风速分布为：高通段5>普通段6>低通段4，所述高通段5中相邻所述波峰之间的间距<普通段6中相邻所述波峰之间的间距<低通段4中相邻所述波峰之间的间距。
如图3所示，所述滤芯1由滤纸通过折纸机压制形成折痕，构成所述波峰与波谷，所述滤纸表面涂覆有胶线，相邻所述波峰之间嵌有所述胶线，形成相互之间的间隔。而此间隔则是通过胶线的厚度来实现，即高通段5中相邻所述波峰之间的胶线厚度<普通段6中相邻所述波峰之间的胶线厚度<低通段4中相邻所述波峰之间的胶线厚度。
通常我们将高通段5的折痕间距设为2mm～3mm，普通段6的折痕间距为小于4mm大于等于3mm，所述低通段4的折痕间距为小于5mm大于等于4mm。如图4所示，左侧为高通段2.4mm，中间为普通段3.2mm，右侧为低通段4.5mm。
具体制备方法为：
a.通过计算，获取洁净产品内部静压力的分布情况，根据该静压力数据设计高效空气过滤器中滤芯1的高通段5或普通段6或低通段4的分布；在本实施例中，采用CFD软件分析洁净产品内部静压力，得出安装于该洁净产品内的高效空气过滤器上游空间各处静压力的分布情况，从而计算出滤芯1的高通段5、普通段6及低通段4的分布，参见图5所示，为模拟过程及获得调节后的性能提升情况；
b.根据上述步骤a中得到的滤芯设计分布图，调整折纸机出胶阀出胶量大小和折纸速度；
c.将滤纸放置于折纸机中，折纸机上下刀具差速咬合，形成折痕，并在折痕表面注上胶线，靠胶线的粘合，对滤纸的折痕定型，确定折间距，制成滤芯；
d.将滤芯1四周配上型材外框2，灌入密封胶，完成高效空气过滤器的制作。
当调大出胶量或降低折纸速度，使得折痕间间距变大，获得低通段4滤芯1；当减小出胶量或加快折纸速度，使得折痕间间距变小，获得高通段5滤芯1。静压力越大，越需要较大的阻力与其平衡，对应低通段4；反之，静压力越小则对应高通段5；通过运用折痕间的间距不同而形成局部阻力的不同，可分配、平衡不同的静压力，使得在高效空气过滤器的出风面产生均匀的出风风速。
图5为一款产品的实验分析情况，初始分析得到高效空气过滤器进风面左右两端的静压力较大（呈红色），在出风面处测试其风速不均匀性为18%。通过CFD分析后，在不改变箱体结构或增加匀流装置的前提下，仅使用不同折间距的高效空气过滤器后，风速不均匀性下降到4%左右，即风速的均匀性提升了70%以上。
实施例二：参见图6所示，一种高效空气过滤器，在本实施例中，其结构及制备方法与实施例一相类似，不同点在于，由于通过软件CFD分析出，该产品中静压力中间最小，两侧左侧略大，右侧最大，因此对应的滤芯分布自左向右为普通段3.1mm--高通段2.2mm--低通段4mm，从而实现出风风速的均匀调节。
实施例三：参见图7所示，一种高效空气过滤器，在本实施例中，其结构及制备方法与实施例一相类似，不同点在于，由于通过软件CFD分析出，该产品中，静压力呈现中间小，两侧均较大，因此对应的滤芯分布为普通段3mm--高通段2.2mm--普通段3mm，从而实现风速的均匀调节。
Claims (7)
1.一种高效空气过滤器，包括外框及设置于外框内的滤芯，所述滤芯呈复数个波浪形，由多个波峰与波谷相间连续组成，其特征在于：所述滤芯包含高通段、低通段及普通段中的至少两个部分，透过所述滤芯的出风风速分布为：高通段>普通段>低通段，所述高通段中相邻所述波峰之间的间距<普通段中相邻所述波峰之间的间距<低通段中相邻所述波峰之间的间距。
2.根据权利要求1所述的高效空气过滤器，其特征在于：所述滤芯由滤纸通过折纸机压制形成折痕，构成所述波峰与波谷，所述滤纸表面涂覆有胶线，相邻所述波峰之间嵌有所述胶线，形成相互之间的间隔。
3.根据权利要求2所述的高效空气过滤器，其特征在于：高通段中相邻所述波峰之间的胶线厚度<普通段中相邻所述波峰之间的胶线厚度<低通段中相邻所述波峰之间的胶线厚度。
4.根据权利要求1所述的高效空气过滤器，其特征在于：所述高通段的折痕间距为2mm～3mm，所述普通段的折痕间距为小于4mm大于等于3mm，所述低通段的折痕间距为小于5mm大于等于4mm。
5.一种权利要求1所述的高效空气过滤器的制备方法，其方法为：
a.通过计算，获取洁净产品内部静压力的分布情况，根据该静压力数据设计高效空气过滤器中滤芯的高通段或普通段或低通段的分布；
b.根据上述步骤a中得到的滤芯设计分布图，调整折纸机出胶阀控制出胶量的大小和折纸速度；
c.将滤纸放置于折纸机中，折纸机上下刀具差速咬合，形成折痕，并在折痕表面注上胶线，靠胶线的粘合，对滤纸的折痕定型，确定折间距，制成滤芯；
d.将滤芯四周配上型材框架，灌入密封胶，完成高效空气过滤器的制作。
6.根据权利要求5所述的高效空气过滤器的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，通过使用CFD软件分析洁净产品内部静压力，得出安装于该洁净产品内的高效空气过滤器上游空间各处静压力的分布情况，从而计算出滤芯的高通段、普通段及低通段的分布区域，静压力越大的区域，需要越大的阻力与其平衡，对应是低通段；反之，静压力越小则对应高通段；通过折痕间的间距不同，形成局部的阻力不同，分配、平衡不同的静压力，使得在高效空气过滤器的出风面产生均匀的出风风速。
7.根据权利要求5所述的高效空气过滤器的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，当调大出胶量或降低折纸速度，使得折痕间间距变大，获得低通段滤芯；当减小出胶量或加快折纸速度，使得折痕间间距变小，获得高通段滤芯。
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