CN218553420U - 一种高效低阻的空气过滤材料 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效低阻的空气过滤材料，包括滤芯和框体，框体包括底框，底框顶部沿其周向开设有安装槽，滤芯的边缘延伸至安装槽内，底框顶部固定连接有顶框，顶框底部固定连接有压框，压框底部延伸至安装槽内且其端部抵触滤芯设置；滤芯从外到内依次包括有防护层、第一规整层、容尘层和第二规整层，第一规整层开设有多个均匀排列且大小一致的过滤孔，第二规整层开设有多个均匀排列且大小一致的网孔。将滤芯的边缘置于安装槽内，并将压框底部抵触滤芯，从而使得滤芯的位置得以限定，将第一规整层的过滤网以及第二规整层的网孔均设置为大小一致的形式，从而使得其在较低克重下即可达到较高的机械拦截效率。

Description

一种高效低阻的空气过滤材料

技术领域

本实用新型涉及过滤技术领域，特别是涉及一种高效低阻的空气过滤材料。

背景技术

雾霾等空气污染问题日益严峻，这不仅影响到了空气的能见度，且其威胁到了人类的健康，雾霾中含有大量的PM颗粒，其空气动力学直径小于等于2.5μm，具有尺寸小、传播范围广、持续时间长、极易吸附有毒物质等特点，吸入后可严重影响人们的心肺功能，长期处于雾霾中还可能诱发一些其他疾病。目前，为了对空气进行过滤往往选用熔喷无纺布或者静电驻极无纺布，熔喷无纺布的纤维直径通常在微米级别，孔径在10——15μm左右，因此，其机械拦截过滤效率和品质因数均较低，通过增加材料的厚度可以大幅度提高材料的机械拦截过滤效率，但其过滤阻力也会随之增加；而静电驻极无纺布则是经静电驻极处理后的无纺布材料，其同时具有静电吸附效应和机械拦截效应，因此，其过滤效率可达到95%以上，但静电驻极无纺布的电荷对温度和湿度记为敏感，使得其过滤效率极其不稳定。

实用新型内容

本实用新型提供了一种高效低阻的空气过滤材料，以解决上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种高效低阻的空气过滤材料，该过滤材料包括滤芯和与滤芯相适配的框体，框体包括底框，底框顶部沿其周向开设有安装槽，滤芯的边缘延伸至安装槽内，底框顶部固定连接有顶框，顶框底部固定连接有与安装槽相适配的压框，压框底部延伸至安装槽内且其端部抵触滤芯设置；

滤芯从外到内依次包括有防护层、第一规整层、容尘层和第二规整层，所述的防护层材质为熔喷无纺布，所述的第一规整层开设有多个均匀排列且大小一致的过滤孔，第二规整层开设有多个均匀排列且大小一致的网孔。

优选地，压框与顶框一体成型且压框远离顶框一端的端部固定连接有与压框端部相适配的安装垫，顶框的一端延伸至底框内侧且位于底框内侧的顶框底部固定连接有竖直设置的抵触框，滤芯的边缘处位于安装槽内且依次绕过安装槽靠近抵触框一侧的侧壁、顶框与底框之间的间隔并经抵触框与底框的间隔后铺设在底框内侧，抵触框靠近压框一侧的侧壁抵触滤芯设置。

优选地，第一规整层包括水平纤维和与水平纤维交叉设置的倾斜纤维，过滤孔由水平纤维和倾斜纤维围合而成，倾斜纤维与水平纤维的交叉角为α。

优选地，所述的α=45°，第二规整层呈蜂窝状设置且其网孔呈正六边形设置；容尘层为静电纺丝纳米纤维网且其呈褶皱状设置，褶皱状设置的容尘层提高了其过滤面积，同时也降低了过滤阻力。

优选地，所述的防护层底部开设有多个间隔设置的凹槽，凹槽内靠近防护层的一侧固定连接有纳米纤维层，纳米纤维层通过纳米纤维围合成多个连续且大小一致的防护孔，防护孔呈矩形设置且防护孔的对角之间通过固定纤维相连接。

优选地，所述凹槽的纵截面呈梯形设置且其较长的底边靠近防护层设置，纳米纤维层远离防护层的一侧粘接有均匀设置的静电吸附颗粒。

优选地，防护层底部固定连接有间隔设置的粘接点，粘接点位于相邻的凹槽之间。

本实用新型所具有的有益效果为：（1）本实用新型通过设置将滤芯的边缘置于安装槽内，并将压框底部抵触滤芯，接着再将顶框与底框之间通过螺栓相固定连接，从而使得滤芯的位置得以限定，将第一规整层的过滤网以及第二规整层的网孔均设置为均匀排列且大小一致的形式，从而使得其在较低克重下即可达到较高的机械拦截效率，拦截阻力也未明显提高。（2）抵触框的设置便于对滤芯的水平高度进行限制，抵触框的长度可根据实际需要进行设置，以使得滤芯的水平高度满足实际情况，抵触框与底框的内侧壁通过螺栓固定连接，以进一步提高滤芯与抵触框、底框连接的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的底框与安装槽的连接关系示意图；

图3为本实用新型的底框、顶框、压框、抵触框与滤芯的连接关系示意图；

图4为本实用新型的滤芯的结构示意图；

图5为本实用新型的第一规整层的结构示意图；

图6为本实用新型的第二规整层的结构示意图；

图7为本实用新型的纳米纤维网的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

一种高效低阻的空气过滤材料，如图1、图2和图3、图4所示，该过滤材料包括滤芯1和与滤芯1相适配的框体，框体包括底框2，底框2顶部沿其周向开设有安装槽3，滤芯1的边缘延伸至安装槽3内，底框2顶部固定连接有顶框4，顶框4底部固定连接有与安装槽3相适配的压框5，压框5底部延伸至安装槽3内且其端部抵触滤芯设置；滤芯1从外到内依次包括有防护层6、第一规整层7、容尘层8和第二规整层9，所述的防护层6材质为熔喷无纺布，所述的第一规整层7开设有多个均匀排列且大小一致的过滤孔10，第二规整层9开设有多个均匀排列且大小一致的网孔11。

滤芯1的边缘置于安装槽3内，并将压框5底部抵触滤芯1，接着再将顶框4与底框2之间通过螺栓相固定连接，从而使得滤芯1的位置得以限定，同时，滤芯1包括防护层6、第一规整层7、容尘层8和第二规整层9，其中，防护层6为熔喷无纺布，其作为基础的防护层6设置在滤芯1最外侧，第一规整层7和第二规整层9均采用纳米纤维的静电直写技术打印而得，这就使得其过滤孔10和网孔11能够规整排列，这是由于熔喷无纺布的网孔11大小是杂乱无序排列的，具有高度不规则的相通曲孔结构，孔径大小分布非常广泛，而受到木桶短板效应的影响，材料的机械拦截效率取决于较大孔的大小、数量和面积比例，通过研究发现，规整纤维网网孔11等效直径为1.8μm下，等克重的杂乱纤维网等效孔径（经Image J图像处理后计算每个孔的面积并转化为圆的直径）大于1.8μm的孔面积比例高达89%，最大等效孔径高达5.7μm，为了达到和规整纤维网相近的最大等效孔径以及相近的机械拦截效率，杂乱纤维网在接近规整纤维网的4倍克重时，才能规避1.8μm以上的大孔，此时，杂乱纤维网的拦截阻力也大幅提高，因此，将第一规整层7的过滤网以及第二规整层9的网孔11均设置为均匀排列且大小一致的形式，从而使得其在较低克重下即可达到较高的机械拦截效率，拦截阻力也未明显提高。

在另一个实施例中，如图1-图3所示，压框5与顶框4一体成型且压框5远离顶框4一端的端部固定连接有与压框5端部相适配的安装垫12，安装垫12底部抵触滤芯1，安装垫12的材质优选自橡胶，安装垫12的设置减少了压框5端部对滤芯1的磨损，保证了滤芯1与框体连接的稳定性。顶框4的一端延伸至底框2内侧且位于底框2内侧的顶框4底部固定连接有竖直设置的抵触框13，抵触框13与底框2的内壁侧略有间隔设置，滤芯1的边缘处位于安装槽3内且依次绕过安装槽3靠近抵触框13一侧的侧壁、顶框4与底框2之间的间隔并经抵触框13与底框2的间隔后铺设在底框2内侧，抵触框13靠近压框5一侧的侧壁抵触滤芯1设置。抵触框13的设置便于对滤芯1的水平高度进行限制，抵触框13的长度可根据实际需要进行设置，以使得滤芯1的水平高度满足实际情况，抵触框13与底框2的内侧壁通过螺栓固定连接，以进一步提高滤芯1与抵触框13、底框2连接的稳定性。

在另一个实施例中，如图5所示，第一规整层7包括水平纤维14和与水平纤维14交叉设置的倾斜纤维15，过滤孔10由水平纤维14和倾斜纤维15围合而成，倾斜纤维15与水平纤维14的交叉角为α。水平纤维14和倾斜纤维15围合成的过滤孔10呈平行四边形设置，规整设置的过滤孔10使得其在较低克重下即可满足较高的机械拦截效率，同时，静电直写所得的第一规整层7表面附着有大量的电荷，如四氧化三铁、二氧化硅等，进而使得其同时具有静电吸附和机械拦截效应。

在另一个实施例中，如图5和图6所示，所述的α=45°，第二规整层9呈蜂窝状设置且其网孔11呈正六边形设置。蜂窝状设置的正六边形网孔11其纤维表面所附着的电荷量较多，进而提高了其静电吸附效应。容尘层8为静电纺丝纳米纤维网且其呈褶皱状设置，褶皱状设置的容尘层8提高了其过滤面积，同时也降低了过滤阻力。

在另一个实施例中，如图1和图7所示，所述的防护层6底部开设有多个间隔设置的凹槽16，凹槽16内靠近防护层6的一侧固定连接有纳米纤维层17，纳米纤维层17通过纳米纤维围合成多个连续且大小一致的防护孔18，防护孔18呈矩形设置且防护孔18的对角之间通过固定纤维19相连接。凹槽16内所设置的纳米纤维层17提高了防护层6的过滤效果，固定纤维19的设置则提高了纳米纤维的网孔11密度，进而进一步提高其过滤效果。

在另一个实施例中，如图1所示，所述凹槽16的纵截面呈梯形设置且其较长的底边靠近防护层6设置，纳米纤维层17远离防护层6的一侧粘接有均匀设置的静电吸附颗粒20，静电吸附颗粒20可选自四氧化三铁、二氧化硅等中的任一种。静电吸附颗粒20的设置提高了纳米纤维层17的静电吸附效应，进而提高防护层6的整体防护效果。

在另一个实施例中，防护层6底部固定连接有间隔设置的粘接点（图中未示出），粘接点位于相邻的凹槽16之间，粘接点通过胶水等实现，间隔设置的粘接点在保证防护层6与第一规整层7之间粘接稳定性的前提下，防护层6与第一规整层7之间的间隙增大，在一定程度上能够提高其容尘效果并在一定程度上降低其过滤阻力。

上述实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种高效低阻的空气过滤材料，该过滤材料包括滤芯和与滤芯相适配的框体，其特征在于：框体包括底框，底框顶部沿其周向开设有安装槽，滤芯的边缘延伸至安装槽内，底框顶部固定连接有顶框，顶框底部固定连接有与安装槽相适配的压框，压框底部延伸至安装槽内且其端部抵触滤芯设置；

滤芯从外到内依次包括有防护层、第一规整层、容尘层和第二规整层，所述的防护层材质为熔喷无纺布，所述的第一规整层开设有多个均匀排列且大小一致的过滤孔，第二规整层开设有多个均匀排列且大小一致的网孔。

2.根据权利要求1所述的一种高效低阻的空气过滤材料，其特征在于：压框与顶框一体成型且压框远离顶框一端的端部固定连接有与压框端部相适配的安装垫，顶框的一端延伸至底框内侧且位于底框内侧的顶框底部固定连接有竖直设置的抵触框，滤芯的边缘处位于安装槽内且依次绕过安装槽靠近抵触框一侧的侧壁、顶框与底框之间的间隔并经抵触框与底框的间隔后铺设在底框内侧，抵触框靠近压框一侧的侧壁抵触滤芯设置。

3.根据权利要求1所述的一种高效低阻的空气过滤材料，其特征在于：第一规整层包括水平纤维和与水平纤维交叉设置的倾斜纤维，过滤孔由水平纤维和倾斜纤维围合而成，倾斜纤维与水平纤维的交叉角为α。

4.根据权利要求3所述的一种高效低阻的空气过滤材料，其特征在于：所述的α=45°，第二规整层呈蜂窝状设置且其网孔呈正六边形设置；容尘层为静电纺丝纳米纤维网且其呈褶皱状设置，褶皱状设置的容尘层提高了其过滤面积，同时也降低了过滤阻力。

5.根据权利要求2所述的一种高效低阻的空气过滤材料，其特征在于：所述的防护层底部开设有多个间隔设置的凹槽，凹槽内靠近防护层的一侧固定连接有纳米纤维层，纳米纤维层通过纳米纤维围合成多个连续且大小一致的防护孔，防护孔呈矩形设置且防护孔的对角之间通过固定纤维相连接。

6.根据权利要求5所述的一种高效低阻的空气过滤材料，其特征在于：所述凹槽的纵截面呈梯形设置且其较长的底边靠近防护层设置，纳米纤维层远离防护层的一侧粘接有均匀设置的静电吸附颗粒。

7.根据权利要求6所述的一种高效低阻的空气过滤材料，其特征在于：防护层底部固定连接有间隔设置的粘接点，粘接点位于相邻的凹槽之间。

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