CN104548848B

CN104548848B - 一种液体空气净化器

Info

Publication number: CN104548848B
Application number: CN201510000789.5A
Authority: CN
Inventors: 周佳纳; 余旭东; 赵晶; 陈晓平
Original assignee: Ningbo University of Technology
Current assignee: Foshan And Ben Creative Design Co ltd
Priority date: 2015-01-04
Filing date: 2015-01-04
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2035-01-04
Also published as: CN104548848A

Abstract

本发明公开的液体空气净化器，包括底盘、过滤层、净化装置、内部电极、盖以及抽风机，所述底盘、过滤层、净化装置和盖由下而上顺次配合设置，内部电极设置在净化装置内，过滤层包括3-5层叠放的波纹网状玻璃纤维密织垫层、多孔陶瓷过滤层，多孔陶瓷过滤层设置在过滤层的净化装置一侧，波纹网状玻璃纤维密织垫层设置在过滤层的底盘一侧。本发明公开的液体空气净化器，具有结构简单，使用方便，净化空气在初步出去固形杂质后，在静电场中以带电水进一步吸附除去空气中雾霾尘埃等杂质，从而达到高效除杂净化空气的目的。

Description

一种液体空气净化器

技术领域

本发明涉及一种环境空气除杂净化装置，特别是一种液体空气净化器。

背景技术

空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机、净化器，是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物（一般包括PM2.5、粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等），有效提高空气清洁度的家电产品，主要分为家用、商用、工业、楼宇。

空气净化器中有多种不同的技术和介质，使它能够向用户提供清洁和安全的空气。常用的空气净化技术有：吸附技术、负（正）离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等；材料技术主要有：光触媒、活性炭、极炭心滤芯技术、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质，这些空气净化器毫无疑问在具有良好的净化功效的同时，其价格也同样较为昂贵的，而价格较低的净化器其净化效果并不突出。而且过滤部件需要频繁更换，否则就无法达到有效的净化效果，甚至会出现再次污染的可能。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种液体空气净化器，使用方面简单，成本低廉，无需频繁更换价格昂贵的主要结构部件，在利用过滤层初步除去空气中较大的杂质后，利用电极产生的静电场和带电水进一步地吸附空气中的有害杂质，从而能够提高空气净化质量，同时还可以根据空气中杂质物的主要组成来调整净化器中水的组成，达到吸附甲醛等酸性杂质的目的。

本发明公开的液体空气净化器，包括底盘、过滤层、净化装置、内部电极、盖以及抽风机，底盘、过滤层、净化装置和盖由下而上顺次配合设置，内部电极设置在净化装置内，过滤层包括3-5层叠放的波纹网状玻璃纤维密织垫层、多孔陶瓷过滤层，多孔陶瓷过滤层设置在过滤层的净化装置一侧，波纹网状玻璃纤维密织垫层设置在过滤层的底盘一侧。经多层玻璃纤维密织垫层滤除加大颗粒的杂质后，再进入多孔陶瓷过滤层进行过滤，可以提高过滤效率的同时，还防止堵塞多孔陶瓷过滤层，同时便于清洗，多孔陶瓷过滤层在需要清洗时直接在反向用水或者气体进行反向冲洗即可，而玻璃纤维密织垫层则同样可以进行简单刷洗即可，在污染严重时则可以直接替换，降低多孔陶瓷过滤层的替换率，延长使用寿命降低使用成本。同时采用的波纹网状玻璃纤维密织垫层相互之间能够相互齿合，固定连接性能好，从而使得净化器具有更为稳定的结构。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂50-60%、精磨硅藻土20-30%、精磨粘土5-15%、白炭黑2-3%以及致孔剂7-10%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:（2-4）。本方案通过利用细颗粒的精磨硅藻土和精磨粘土在烧结时更易熔化从而吸附到大颗粒石英砂的特性，从而形成多孔的效果，同时配合纤维状纤维素浆料在坯体中分散后形成掺杂物，再经过碳化和富氧灼烧后除去从而形成多孔，并且碳酸氢铵干燥过程中结晶析出和烧结中气化除去，利用气体的排除能够有效地提高多孔陶瓷中开口气孔的比例，从而提升多孔陶瓷过滤层的过滤效果，提升过滤效率。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，多孔陶瓷过滤层的制备方法为：1）将原料中的石英砂、精磨硅藻土、精磨粘土和白炭黑干态混合均匀得到干料，将碳酸氢铵添加到纤维状纤维素浆中搅拌均匀形成致孔剂浆料；2）将步骤1）混合好的干料逐渐加入到致孔剂浆料中，同时搅拌或添加水，在干料与致孔剂浆料混合均匀后得到的物料保持湿润但无液态水渗出；3）将步骤2）得到的物料保温保湿20-30min（通过保温保湿可以使得物料中碳酸氢铵在物料中充分扩散，而不会局部浓度过高以致形成空穴缺陷，避免影响干燥过程中纤维状结晶的生长）得到熟料；4）将步骤3）得到的熟料制成多孔陶瓷过滤层坯体后，在恒温环境下低速脱除环境中的水分以缓慢稳定地脱除滤层坯体中的水分直至滤层坯体干燥（这里通过在恒温环境下缓慢地脱除坯体放置环境中的水分——即空气中的水分，从而使得坯体中碳酸氢铵的浓度缓慢提升，促进碳酸氢铵结晶晶核的形成，并且促进纤维状针晶的生长，在坯体内形成众多的微细的晶须状碳酸氢铵结晶，避免因过快脱水而无法结晶生长为针须状或者坯体内外除水不一致发生破裂，影响坯体质量，过慢则成本高昂，效率低下，但是纤维状针晶生长效果更好，开口孔形成更为一致均匀）；5）将步骤4）得到的干燥后的滤层坯体进行烧结即可。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，步骤5）烧结包括顺次进行的碳化步骤、贫氧烧结步骤、富氧烧结步骤，碳化步骤在贫氧环境下600-800摄氏度灼烧15-30min（除去低挥发物质以及碳化坯体中的纤维状纤维素，起到初步碳化膨化和与陶瓷材料间松脱的作用，便于在烧结过程中烧透，保证烧结的质量），贫氧烧结步骤为在1300-1700摄氏度中贫氧焰灼烧3-4h，富氧烧结步骤为在800-1200摄氏度下富氧火焰灼烧40-60min（通过在富氧火焰中灼烧，通过与氧气反应可以有效除去残留的碳包括纤维素碳化成碳和部分白炭黑，并且利用形成的碳氧化物气体，催生开口气孔，形成贯通的孔道，以提升过滤层的质量）。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，底盘为下端封底上端开口的中空筒体，底盘的侧壁上开设有进气口；

抽风机设置在底盘内并且向上方排气。底盘位于装置最下端，其内部放置抽风机将污染气体（如室内空气）吸入。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，过滤层设置在底盘上部，并且过滤层下表面朝向底盘内，过滤层上表面朝向净化装置。过滤层放置在底盘与净化层中间，为将一些大颗粒污染物进行过滤。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，净化装置为中空的桶形，净化装置的底部设置有贯通底部的微孔，净化装置可以用来盛装净化用液体（如水等），其底部设置微孔起到通气作用的同时利用水的表面张力不渗漏，空气通过小孔可以产生小气泡使空气与水较为充分的接触；

内部电极并列设置在净化装置内，内部电极之间有间距（内部电极分别连接到电源的正极和负极，使净化装置内部的水带电，并且可以形成静电场，从而达到吸附雾霾尘埃，净化空气的目的）。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，盖设置在净化装置上部并且盖上设置有空气出口，空气出口还可以根据需要设计出气方向（如调整通道方向或者设置偏转用的叶片），以起到调节方向提高舒适性的作用。

本发明公开的液体空气净化器，材料简单，成本低廉，使用方便，便于更换维护，同时具有良好的适应性，对于使用环境空气污染物只需要调整净化装置中液体的成份就可以做成适应性的调整，使用成本低廉，无需频繁更换过滤部件，并且安全性好，内部电极连接到1.2V安全电压，可以使水不被电解而使水带静电形成稳定的除杂电场。

附图说明

图1、本发明公开的液体空气净化器的一种实施例的结构示意图；

图2、本发明公开的液体空气净化器的一种实施例的底盘的主视图；

图3、本发明公开的液体空气净化器的一种实施例的底盘的俯视图；

图4、本发明公开的液体空气净化器的一种实施例的过滤层的结构示意图；

图5、本发明公开的液体空气净化器的一种实施例的净化装置的结构示意图；

图6、本发明公开的液体空气净化器的一种实施例的盖的结构示意图；

附图标记列表：

1、底盘；2、过滤层；3、净化装置；

4、内部电极；5、盖；6、微孔；

7、空气出口；8、进气口；9、安装槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本发明公开的液体空气净化器，包括底盘1、过滤层2、净化装置3、内部电极4、盖5以及抽风机，底盘1、过滤层2、净化装置3和盖5由下而上顺次配合设置，内部电极4设置在净化装置3内，过滤层2包括3-5层叠放的波纹网状玻璃纤维密织垫层、多孔陶瓷过滤层，多孔陶瓷过滤层设置在过滤层2的净化装置3一侧，波纹网状玻璃纤维密织垫层设置在过滤层2的底盘1一侧。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂50-60%、精磨硅藻土20-30%、精磨粘土5-15%、白炭黑2-3%以及致孔剂7-10%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:（2-4）。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，多孔陶瓷过滤层的制备方法为：1）将原料中的石英砂、精磨硅藻土、精磨粘土和白炭黑干态混合均匀得到干料，将碳酸氢铵添加到纤维状纤维素浆中搅拌均匀形成致孔剂浆料；2）将步骤1）混合好的干料逐渐加入到致孔剂浆料中，同时搅拌或添加水，在干料与致孔剂浆料混合均匀后得到的物料保持湿润但无液态水渗出；3）将步骤2）得到的物料保温保湿20-30min得到熟料；4）将步骤3）得到的熟料制成多孔陶瓷过滤层坯体后，在恒温环境下低速脱除环境中的水分以缓慢稳定地脱除滤层坯体中的水分直至滤层坯体干燥；5）将步骤4）得到的干燥后的滤层坯体进行烧结即可。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，步骤5）烧结包括顺次进行的碳化步骤、贫氧烧结步骤、富氧烧结步骤，碳化步骤在贫氧环境下600-800摄氏度灼烧15-30min（除去低挥发物质以及碳化坯体中的纤维状纤维素，起到初步碳化膨化和与陶瓷材料间松脱的作用，便于在烧结过程中烧透，保证烧结的质量），贫氧烧结步骤为在1300-1700摄氏度中贫氧焰灼烧3-4h，富氧烧结步骤为在800-1200摄氏度下富氧火焰灼烧40-60min。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，底盘1为下端封底上端开口的中空筒体，底盘1的侧壁上开设有进气口8；

抽风机设置在底盘1内并且向上方排气。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，过滤层2设置在底盘1上部，并且过滤层2下表面朝向底盘1内，过滤层2上表面朝向净化装置3。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，净化装置3为中空的桶形，净化装置3的底部设置有贯通底部的微孔6；

内部电极4并列设置在净化装置3内，内部电极4之间有间距。

本发明公开的液体空气净化器的一种优选，盖5设置在净化装置3上部并且盖5上设置有空气出口7。

以下本发明方案有关多孔陶瓷过滤层的制备的实施例。

本申请实施例均的检测均按照GB1964/1980和GB1966-1996进行。

本发明方案多孔陶瓷过滤层的各实施例中，原料经过配比选择之后均采用如下工艺进行烧制：将原料中的石英砂、精磨硅藻土、精磨粘土和白炭黑干态混合均匀得到干料，同时可以将碳酸氢铵添加到纤维状纤维素浆中搅拌均匀形成致孔剂浆料，干料与致孔剂浆料的配置并无先后顺序要求；混合好的干料逐渐加入到致孔剂浆料中，同时搅拌或添加水，在干料与致孔剂浆料混合均匀后得到的物料保持湿润但无液态水渗出（即混合后物料的含水率在30-50%，此时能够保证物料足够湿润，又不会有水分渗出），再保温保湿20-30min得到熟料；再将熟料经过模压等成型工艺制成多孔陶瓷过滤层坯体后，在恒温环境下低速均匀脱除环境中的水分（对坯体所处环境中，脱除空气中水分的效率为每小时20-30%（以当前空气中总水分含量计量）），以缓慢稳定地脱除滤层坯体中的水分直至滤层坯体干燥，因为坯体中水分与其所处环境中水分一直处于平衡状态，当空气中水分被脱除时，坯体与空气中水分的平衡就被打破了，从而坯体中水分会向空气中转移，从而达到缓慢脱除坯体水分的目的，干燥后的滤层坯体进行烧结即可。

实施例1

本实施例中，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂50%、精磨硅藻土30%、精磨粘土7.5%、白炭黑2.5%以及致孔剂10%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:2。

加工得到干燥坯体烧结时：碳化步骤在贫氧环境下平均温度600-650摄氏度灼烧15min，贫氧烧结步骤为在平均温度1300-1400摄氏度中贫氧焰灼烧3.7h，富氧烧结步骤为在平均温度800-850摄氏度下富氧火焰灼烧55min。

本实施例得到的多孔陶瓷过滤层的开口气孔率得到38%；密度0.62g/cm³；强度5.2MPa，无残渣，形变，孔分布均匀。

实施例2

本实施例中，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂60%、精磨硅藻土25%、精磨粘土5%、白炭黑3%以及致孔剂7%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:3。

加工得到干燥坯体烧结时：碳化步骤在贫氧环境下平均温度650-700摄氏度灼烧18min，贫氧烧结步骤为在平均温度1350-1450摄氏度中贫氧焰灼烧3h，富氧烧结步骤为在平均温度850-950摄氏度下富氧火焰灼烧60min。

本实施例得到的多孔陶瓷过滤层的开口气孔率得到37.5%；密度0.64g/cm³；强度5.4MPa，无残渣，形变，孔分布均匀。

实施例3

本实施例中，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂55%、精磨硅藻土20%、精磨粘土15%、白炭黑2%以及致孔剂8%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:4。

加工得到干燥坯体烧结时：碳化步骤在贫氧环境下平均温度700-750摄氏度灼烧20min，贫氧烧结步骤为在平均温度1500-1600摄氏度中贫氧焰灼烧3.2h，富氧烧结步骤为在平均温度950-1050摄氏度下富氧火焰灼烧50min。

本实施例得到的多孔陶瓷过滤层的开口气孔率得到40%；密度0.61g/cm³；强度5.2MPa，无残渣，形变，孔分布均匀。

实施例4

本实施例中，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂53%、精磨硅藻土27%、精磨粘土8%、白炭黑2.7%以及致孔剂9.3%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:2.5。

加工得到干燥坯体烧结时：碳化步骤在贫氧环境下平均温度750-800摄氏度灼烧25min，贫氧烧结步骤为在平均温度1600-1700摄氏度中贫氧焰灼烧3.5h，富氧烧结步骤为在平均温度1050-1150摄氏度下富氧火焰灼烧45min。

本实施例得到的多孔陶瓷过滤层的开口气孔率得到40.3%；密度0.61g/cm³；强度5.15MPa，无残渣，形变，孔分布均匀。

实施例5

本实施例中，多孔陶瓷过滤层的原料（wt.%）组成为石英砂58%、精磨硅藻土23%、精磨粘土9%、白炭黑2.3%以及致孔剂7.7%，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，石英砂的粒径为100-200微米，精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量质量比为1:3.2。

加工得到干燥坯体烧结时：碳化步骤在贫氧环境下平均温度620-680摄氏度灼烧30min，贫氧烧结步骤为在平均温度1450-1550摄氏度中贫氧焰灼烧4h，富氧烧结步骤为在平均温度1150-1200摄氏度下富氧火焰灼烧40min。

本实施例得到的多孔陶瓷过滤层的开口气孔率得到42%；密度0.60g/cm³；强度5.12MPa，无残渣，形变，孔分布均匀。

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处，同样都在本发明要求保护的范围内。

本发明技术方案中，通过底盘1中的抽风机将污染空气抽到净化器内，并向过滤层2输送，过滤层2可以安装在底盘1上端的安装槽9内，经过过滤层2的波纹网状玻璃纤维密织垫层初步过滤滤除大颗粒污染物的空气再由多孔陶瓷过滤层进行深层过滤，后由净化装置3的底部经过微孔6，以气泡形态进入净化装置3，以增强吸附效果，此时内部电极4在净化装置3的液体中形成电场，并且使液体带电，从而吸附滤除小气泡中的杂质达到净化空气的目的，净化后的空气经过盖5上的空气出口7排出净化器，净化装置3中的液体可以是水也可以是针对甲醛、二氧化碳等酸性污染气体而配置的弱碱性液体，或针对弱碱性气体而配置的弱酸性气体。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种液体空气净化器，包括底盘、过滤层、净化装置、内部电极、盖以及抽风机，所述底盘、过滤层、净化装置和盖由下而上顺次配合设置，所述内部电极设置在净化装置内，其特征在于：所述过滤层包括3-5层叠放的波纹网状玻璃纤维密织垫层、多孔陶瓷过滤层，所述多孔陶瓷过滤层设置在过滤层的净化装置一侧，所述波纹网状玻璃纤维密织垫层设置在过滤层的底盘一侧；

多孔陶瓷过滤层的原料wt.％组成为石英砂50-60％、精磨硅藻土20-30％、精磨粘土5-15％、白炭黑2-3％以及致孔剂7-10％，其中致孔剂包括纤维状纤维素浆和碳酸氢铵，所述石英砂的粒径为100-200微米，所述精磨硅藻土和精磨粘土的粒径均为1-10微米，所述纤维状纤维素浆与碳酸氢铵的添加质量比为1:(2-4)。

2.根据权利要求1所述的液体空气净化器，其特征在于：所述多孔陶瓷过滤层的制备方法为：1)将原料中的石英砂、精磨硅藻土、精磨粘土和白炭黑干态混合均匀得到干料，将碳酸氢铵添加到纤维状纤维素浆中搅拌均匀形成致孔剂浆料；2)将步骤1)混合好的干料逐渐加入到致孔剂浆料中，同时搅拌或添加水，在干料与致孔剂浆料混合均匀后得到的物料保持湿润但无液态水渗出；3)将步骤2)得到的物料保温保湿20-30min得到熟料；4)将步骤3)得到的熟料制成多孔陶瓷过滤层坯体后，在恒温环境下低速脱除环境中的水分以缓慢稳定地脱除滤层坯体中的水分直至滤层坯体干燥；5)将步骤4)得到的干燥后的滤层坯体进行烧结即可。

3.根据权利要求2所述的液体空气净化器，其特征在于：所述步骤5)烧结包括顺次进行的碳化步骤、贫氧烧结步骤、富氧烧结步骤，所述碳化步骤在贫氧环境下600-800摄氏度灼烧15-30min，所述贫氧烧结步骤为在1300-1700摄氏度中贫氧焰灼烧3-4h，所述富氧烧结步骤为在800-1200摄氏度下富氧火焰灼烧40-60min。

4.根据权利要求1所述的液体空气净化器，其特征在于：所述底盘为下端封底上端开口的中空筒体，所述底盘的侧壁上开设有进气口；所述抽风机设置在底盘内并且向上方排气。

5.根据权利要求1或4所述的液体空气净化器，其特征在于：所述过滤层设置在底盘上部，并且过滤层下表面朝向底盘内，所述过滤层上表面朝向净化装置。

6.根据权利要求1所述的液体空气净化器，其特征在于：所述净化装置为中空的桶形，所述净化装置的底部设置有贯通底部的微孔；所述内部电极并列设置在净化装置内，所述内部电极之间有间距。

7.根据权利要求1所述的液体空气净化器，其特征在于：所述盖设置在净化装置上部并且盖上设置有空气出口。