CN105067501A

CN105067501A - 一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置

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Publication number: CN105067501A
Application number: CN201510514943.0A
Authority: CN
Inventors: 郑祥; 尚闽; 沈志鹏; 程荣
Original assignee: Renmin University of China
Current assignee: Renmin University of China
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2015-11-18

Abstract

本发明涉及一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，它包括与对照支路和实验支路连接的环境舱；对照支路包括依次串联的第一流量计、第一抽吸泵和第一采集检测装置；实验支路包括依次串联的滤材固定装置、第二流量计、第二抽吸泵和第二采集检测装置；环境舱顶部设置一个以上的取物口，每一取物口顶部设置密封盖板，环境舱上可拆卸连接一个以上底座，环境舱的出口并联连接第一流量计和滤材固定装置；滤材固定装置包括两个桶形结构，两个桶形结构的开口处可拆卸连接，任一桶形结构的开口处设置限位槽，每一桶形结构的底部均设置一导管，其中一导管与环境舱的出口连接，另一导管与第二流量计连接，两导管之间连接压差计。本发明不但操作方便、成本低、利于推广应用，而且能够准确测量出待测滤材的净化效果和阻力性能。

Description

一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置

技术领域

本发明涉及空气过滤器性能检测技术领域，特别是涉及一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置。

背景技术

环境保护部发布的2013年《中国环境质量公报》指出，我国PM_2.5年均浓度范围为26～160μg/m³，平均浓度为72μg/m³，达标城市比例仅为4.1％，显然，清洁的空气在全国许多地区已成为一种生活的奢侈品。为了营造健康舒适的呼吸环境，空气过滤器和空气净化器越来越多的应用到了室内空气净化领域。据北京中怡康时代市场研究有限公司数据统计，2014年中国空气净化器总销售量达到579万台，销售额达到136亿元。北京中怡康时代市场研究有限公司预计从2015年开始，室内空气净化家用消费品市场的销售额将以年复合增长率48％的速度增长，未来五年整个室内空气净化家用消费品的市场容量累将达到上千亿元的市场规模，已成为家电市场蹿升最快的产品类。

室内空气净化技术主要有静电捕集技术、初效过滤技术、中效过滤技术、高效过滤技术、吸附技术、高级氧化技术、光催化氧化技术和等离子体技术，其中，对于净化室内空气中的PM_2.5等颗粒态气溶胶，通常采用高效过滤技术，因此，基于聚酯、聚酰胺、聚丙烯晴、PP(聚丙烯)和PTFE(聚四氟乙烯)等多种材料的滤材以及非纺织结构快速出现并更新。相对于快速出现并更新的滤材种类来说，滤材过滤级别的认证却相对落后，目前通常采用欧洲标准进行划分：一般通风用空气过滤器—过滤性能的测定(EN779：2002)和高效空气过滤器—过滤性能的测定(EN1822-2009)，但是由于采用该欧洲标准认证时所应用的检测设备不但要求高，操作复杂，使得不利于推广应用，而且其使用的测试尘源多为液体气溶胶，与实际大气中的PM_2.5颗粒物气溶胶性质有一定的差别，使得检测结果准确性较低。

另外，滤材滤速是评价过滤元件净化性能和阻力的关键参数，但是市场上主流空气过滤器的滤材大多是以V型折叠起来使用，很多厂家只标出过滤元件的长、宽和高，而没有标出滤材的折叠层数或净有效过滤面积这些关键参数，这造成了人们对滤材滤速的错误评价和认识。当滤材以V型折叠起来进行过滤时，滤材的净有效过滤面积远大于迎风面积，使得同一个过滤元件，在同样的风量条件下，面风速和滤速差别很大。由于一部分人对空气过滤器中滤速的概念不是很了解误以为面风速就等于滤速，因此造成用户不能够准确得知待测滤材的净化效果和阻力性能，因此不利于空气过滤器的推广应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，不但能够准确测量出待测滤材的净化效果和阻力性能，而且操作方便、成本低、利于推广应用。

为实现上述技术目的，本发明采取以下技术方案：一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，它包括一环境舱、一对照支路和一实验支路，所述对照支路和实验支路均与所述环境舱连接；所述对照支路包括依次串联连接的第一流量计、第一抽吸泵和第一采集检测装置；所述实验支路包括依次串联连接的滤材固定装置、第二流量计、第二抽吸泵和第二采集检测装置；所述环境舱为一容量在600升以上的密闭容器，所述环境舱顶部设置一个以上的取物口，每一所述取物口顶部设置一密封盖板，所述环境舱上可拆卸连接一个以上用于固定颗粒物气溶胶发生装置的底座，所述环境舱还设置一出口，所述出口并联连接所述第一流量计和滤材固定装置；所述滤材固定装置包括两个桶形结构，两个所述桶形结构的开口处可拆卸连接，其中任一所述桶形结构的开口处设置一用于放置待测滤材的限位槽，每一所述桶形结构的内径均在3cm以上，每一所述桶形结构的底部分别向外延伸设置一连通桶形结构内部的导管，其中一所述导管与所述环境舱的出口连接，另一所述导管与所述第二流量计连接，两所述导管之间连接一压差计。

每一所述桶形结构内均设置一中空的锥形结构，所述锥形结构的一端固定设置在所述桶形结构的开口内侧，另一端与所述导管连通。

所述密封盖板内侧固定连接一吊扇。

所述底座采用螺栓结构，且所述螺栓结构的螺杆端部开设有用于插设固定所述颗粒物气溶胶发生装置的安装槽。

所述限位槽内还设置一密封圈。

所述第一采集检测装置和第二采集检测装置均采用激光粉尘粒度仪。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于设置一与颗粒物气溶胶发生装置可拆卸连接的环境舱以及与环境舱连接的对照支路和实验支路，因此在测量待测滤材的净化效果和阻力性能时，不但能够准确测量出待测滤材的净化效果和阻力性能，而且操作方便、成本低、利于推广应用。2、本发明由于在滤材固定装置内设置中空的锥形结构，因此能够使得颗粒物气溶胶能够均匀扩散到待测滤材上，进而有效提高测量结果的准确性。3、本发明由于在环境舱顶部的密封盖板内侧设置吊扇，因此能够使得颗粒物气溶胶快速均匀地分布在环境舱内。4、本发明由于具体设置滤材固定装置的桶形结构内径，进而有效确定了待测滤材的有效过滤面积。本发明设计结构简单、操作方便，成本低可以广泛应用于空气过滤器性能检测技术领域。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的环境舱的前视结构示意图；

图3是本发明的环境舱的后视结构示意图；

图4是本发明的滤材固定装置的***结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～4所示，本发明的用于空气过滤器滤材性能检测的装置包括一环境舱1、一对照支路2和一实验支路3，对照支路2和实验支路3均与环境舱1连接；对照支路2包括依次串联连接的第一流量计21、第一抽吸泵22和第一采集检测装置23；实验支路3包括依次串联连接的滤材固定装置31、第二流量计32、第二抽吸泵33和第二采集检测装置34；

环境舱1为一容量在600升以上的密闭容器，环境舱1顶部设置一个以上的取物口，每一取物口顶部设置一密封盖板11，环境舱1上可拆卸连接一个以上用于固定颗粒物气溶胶发生装置的底座12，环境舱1上还设置一出口13，出口13通过一三通接头(图中未示出)并联连接第一流量计21和滤材固定装置31；

滤材固定装置31包括两个桶形结构311，两个桶形结构311的开口处可拆卸连接，其中任一桶形结构311的开口处设置一用于放置待测滤材5的限位槽(图中未示出)，每一桶形结构311的内径均在3cm以上，进而保证待测滤材5的有效过滤面积在25cm²以上，每一桶形结构311的底部分别向外延伸设置一连通桶形结构311内部的导管312，其中一导管312与三通接头连接，另一导管312与第二流量计32连接，每一导管312上均设置一支管313，两支管313之间连接压差计4。

在一个优选的实施例中，为了使得颗粒物气溶胶能够均匀扩散到待测滤材5上，每一桶形结构311内均设置一中空的锥形结构314，锥形结构314的一端固定设置在桶形结构311的开口内侧，另一端与导管312连通。

在一个优选的实施例中，为了使得环境舱1内的颗粒物气溶胶能够均匀分布在环境舱1内，密封盖板11内侧可以固定连接一吊扇；为了便于吊扇的电源线能够从环境舱1中引出，环境舱1上还可以设置一线路出口14。

在一个优选的实施例中，底座12与现有技术当中的螺栓结构大致相同，其不同之处在于：螺杆的端部开设有用于插设固定颗粒物气溶胶发生装置的安装槽，环境舱1上设置有用于与螺杆上的外螺纹相互配合连接的螺孔。

在一个优选的实施例中，限位槽内还可以设置一密封圈315，使用时，待测滤材5通过密封圈315放置在限位槽内。

在一个优选的实施例中，环境舱1可以采用一容量为1000L的正方体。

在一个优选的实施例中，为了能够精确测量不同滤速下待测滤材5的阻力，压差计4可以选用精度为1～2Pa的数字微压差计。

在一个优选的实施例中，第一采集检测装置23和第二采集检测装置34均可以采用激光粉尘粒度仪。

下面结合具体实施例详细说明本发明的用于空气过滤器滤材性能检测的装置的使用过程：

1、如果遇到雾霾天气，可以将大气中的PM_2.5颗粒物收集到环境舱1，如果没有遇到雾霾天气，可以选用点燃的香烟作为颗粒物气溶胶发生装置插设固定在底座12的安装槽内，并将插设固定有点燃的香烟的底座12与环境舱1可拆卸连接；打开吊扇，使得香烟产生的PM_2.5均匀分布在环境舱1内，并将待测滤材5放置在滤材固定装置31内；

2、分别打开第一抽吸泵22和第二抽吸泵33，通过调整第一流量计21和第二流量计32使得对照支路2和实验支路3的滤速均为5.3cm/s；在第一抽吸泵22的作用下，环境舱1内的PM_2.5颗粒物气溶胶被对照支路2上的激光粒度粉尘仪采集并检测出被待测滤材5过滤前的PM_2.5浓度C_f；

在第二抽吸泵33的作用下，环境舱1内的PM_2.5颗粒物气溶胶通过导管312进入滤材固定装置31的一锥形结构314内，在该锥形结构314的作用下，环境舱1内的PM_2.5颗粒物气溶胶均匀地分散在待测滤材5上，待测滤材5对环境舱1内的PM2.5颗粒物气溶胶进行过滤之后剩余的气体通过滤材固定装置31的另一锥形结构314和导管312，并被实验支路3上的激光粒度粉尘仪采集并检测出待测滤材5过滤后的PM_2.5浓度C_m，至此通过一次过滤效率的计算公式，可以得出待测滤材5的净化效率P，其中，一次过滤效率的计算公式为：

P＝(1-C_m/C_f)×100％

式中，P表示待测滤材5的净化效率；C_m表示待测滤材5过滤后的PM_2.5浓度；C_f表示待测滤材5过滤前的PM_2.5浓度；

在测量待测滤材5的净化效果的同时，压差计4实时检测待测滤材5过滤前后的气体压力，因此通过压差计4能够实时测量待测滤材5的阻力性能；

3、通过改变滤速可以得出滤材的滤速—净化效率曲线和滤速—阻力曲线，通过得出的这两种曲线能够清楚的显示待测滤材5的净化效率和阻力性能。

另外，根据高效空气过滤器—过滤性能的测定(EN1822-2009)对单张滤材过滤性能进行测试时要求的最大滤速是8cm/s，通过待测滤材的流量为13.4L/min，由于激光粒度粉尘仪每1min读一个数，读三次数求平均值，因此实际测试时间只需要3min,测试前后预留1min，因此，本发明即使是以最大的滤速8cm/s进行测量，在5min以内可以完成一组实验，且每组实验完成时，环境舱1内消耗的气体体积小于134L，相对于环境舱1000L的容量，环境舱1内PM_2.5的浓度不会有太大变化，即说明环境舱1内的初始浓度能够得到保证。

上述实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims

1.一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：它包括一环境舱、一对照支路和一实验支路，所述对照支路和实验支路均与所述环境舱连接；所述对照支路包括依次串联连接的第一流量计、第一抽吸泵和第一采集检测装置；所述实验支路包括依次串联连接的滤材固定装置、第二流量计、第二抽吸泵和第二采集检测装置；

所述环境舱为一容量在600升以上的密闭容器，所述环境舱顶部设置一个以上的取物口，每一所述取物口顶部设置一密封盖板，所述环境舱上可拆卸连接一个以上用于固定颗粒物气溶胶发生装置的底座，所述环境舱还设置一出口，所述出口并联连接所述第一流量计和滤材固定装置；

所述滤材固定装置包括两个桶形结构，两个所述桶形结构的开口处可拆卸连接，其中任一所述桶形结构的开口处设置一用于放置待测滤材的限位槽，每一所述桶形结构的内径均在3cm以上，每一所述桶形结构的底部分别向外延伸设置一连通桶形结构内部的导管，其中一所述导管与所述环境舱的出口连接，另一所述导管与所述第二流量计连接，两所述导管之间连接一压差计。

2.如权利要求1所述一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：每一所述桶形结构内均设置一中空的锥形结构，所述锥形结构的一端固定设置在所述桶形结构的开口内侧，另一端与所述导管连通。

3.如权利要求1所述一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：所述密封盖板内侧固定连接一吊扇。

4.如权利要求2所述一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：所述密封盖板内侧固定连接一吊扇。

5.如权利要求1或2或3或4所述一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：所述底座采用螺栓结构，且所述螺栓结构的螺杆端部开设有用于插设固定所述颗粒物气溶胶发生装置的安装槽。

6.如权利要求1或2或3或4所述一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：所述限位槽内还设置一密封圈。

7.如权利要求1或2或3或4所述一种用于空气过滤器滤材性能检测的装置，其特征在于：所述第一采集检测装置和第二采集检测装置均采用激光粉尘粒度仪。