CN111686936A - 一种空气滤网净化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种空气滤网净化装置，包括滤网收集装置和负离子发生装置，在气体的流动路径上，所述负离子发生装置位于导电滤网装置的上游，所述负离子发生装置包括能够与负高压电源连接的负离子探针、用于设置所述负离子探针的第一框架，其特征在于：所述滤网收集装置包括在净化装置处于过滤状态时接正高压电源、在净化装置处于驻极状态时接地的滤网，所述滤网为导电滤网，所述负离子发生装置还包括在净化装置处于过滤状态时接正高压电源、在净化装置处于驻极状态时不接电的门电极，所述门电极可拆卸连接在第一框架朝向滤网收集装置的一侧。

Description

一种空气滤网净化装置
技术领域
本发明涉及空气净化领域，尤其是一种空气滤网净化装置。
背景技术
近几年，我国空气污染问题日益凸显，人们也更加意识到空气质量对人体健康的影响以及空气净化的必要性，因此目前，环保产品中的空气净化器产品越来越受到人们的青睐，其市场上潜力是极大的。
常用的空气净化器有负离子空气净化器，臭氧空气净化器，紫外空气净化器、光催化空气净化器和等离子体空气净化器，以及各种类型相结合在一起的净化器组合的产品等。负离子主动净化技术利用负离子与空气中微颗粒结合，形成大颗粒，更易被滤网过滤，因此得到越来越广泛的应用。
常用空气滤网材质为HEPA滤网，该滤网过滤结构为熔喷驻极非织造材料，具有高效低阻、纤维线密度小、表面积大以及过滤效率高等特点，其中最重要的工艺为驻极工艺。
如申请号为201510491370.4的中国专利公开的一种汽车空调滤清器，包括固定框架以及按进风方向依次设置于固定框架内的复合过滤层和HEPA滤网层，HEPA滤网层可有效过滤空气中的PM2.5，对于0.3微米的细颗粒物，其过滤效率≥75％，过滤阻力≤6Pa，HEPA滤网采用了高压静电驻极技术，其电荷保持能力长达3年，保存寿命长；又如申请号为201520743435.5的中国专利公开的一种教室空气净化器，包括凹形外壳和风机，凹形外壳的正面设有进风口，风机位于凹形外壳内腔且与进风口正对，风机与进风口之间设有带纳米驻极体的滤网；凹形外壳的四个侧面均设有出风口，凹形外壳的内腔内设有负离子发生器，负离子发射端设置于进风口与滤网之间，出风口与风机之间依次设有活性炭吸附层和HEPA过滤网。
但目前采用驻极工艺的滤网还存在一些问题，如过滤效率随时间下降，电荷存储性能较差，尤其在温度较高、潮湿的环境下电荷会迅速衰减直至消失，极大地影响了产品的使用性能。现实中，用户常常因为滤网失效不得不更换滤网，增加了使用成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种空气滤网净化装置，能提高过滤效率，又能提高过滤装置的使用寿命。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种空气滤网净化装置，包括滤网收集装置和负离子发生装置，在气体的流动路径上，所述负离子发生装置位于导电滤网装置的上游，所述负离子发生装置包括能够与负高压电源连接的负离子探针、用于设置所述负离子探针的第一框架，其特征在于：所述滤网收集装置包括在净化装置处于过滤状态时接正高压电源、在净化装置处于驻极状态时接地的滤网，所述滤网为导电滤网，所述负离子发生装置还包括在净化装置处于过滤状态时接正高压电源、在净化装置处于驻极状态时不接电的门电极，所述门电极可拆卸连接在第一框架朝向滤网收集装置的一侧。
优选的，为提升对空气中的PM0.3um的颗粒物的过滤能力，并延长滤网的使用寿命，所述滤网包括PET支撑体、PP熔喷层、以及将导电材料喷涂在PET支撑体上形成的导电涂层，由此构成复合导电滤网；这种导电滤网由高压驻极制成，通过导电滤网表面的高压静电显著改善过滤颗粒物的能力，从而去除空气中的PM0.3um的颗粒物；另一方面对携带进入滤网表面的细菌可及时杀灭，防止二次危害，同时可延长滤网的使用寿命，绿色环保。
为增大接触面积，提升过滤效果，所述滤网呈折叠状，所述滤网的导电涂层朝向负离子发生装置。
为使得空气与离子风形成的风幕接触时间更长，负离子与空气中微颗粒结合更充分，所述门电极上开设有多个间隔布置的通孔，所述通孔呈正六边形，每个负离子探针的头部对应正六边形的通孔内接圆的圆心处，所述通孔和对应的负离子探针的头部之间、在气体流动路径上具有3～4cm的垂直距离。
为便于设置负离子探针，所述第一框架包括中空的外框和至少两个并列设置在外框内的支撑条，每个支撑条具有由远离滤网收集装置的表面向滤网收集装置方向凹陷的支撑凹槽，每个支撑凹槽内还设置有PCB电路板，所述负离子探针的头部从第一框架远离滤网收集装饰的一侧穿过相应的PCB电路板和支撑条而朝向滤网收集装置、并与该PCB电路板电连接。
为使得负离子探针产生的负离子均匀分布，其中一个PCB电路板上的负离子探针对应相邻PCB电路板上的两个负离子探针的中间，使得相邻两个PCB电路板的负离子探针错位排列。
为便于负离子探针连接外部高压电源，所述外框具有由远离滤网收集装置的表面向滤网收集装置方向凹陷的容置凹槽，所述容置凹槽内设置有导电金属棒，所述PCB电路板与导电金属棒电连接，所述导电金属棒通过设置在外框上的第一接触金属弹片与外部的高压电源连接，所述容置凹槽上覆盖有第一密封件。
为便于连接门电极、同时与第一框架之间绝缘，所述负离子发生装置还包括第一盖板，所述第一盖板设置在第一框架和门电极之间，所述第一盖板与外框可拆卸连接，所述门电极与第一盖板可拆卸连接。
为便于设置滤网，所述滤网收集装置还包括第二框架和第二盖板，所述滤网设置在第二框架内部，所述滤网的周边和第二框架之间设置有第二密封件，所述第二盖板设置在第二框架远离负离子发生器的一侧、而将滤网封紧在第二框架内。
为便于滤网连接外部高压电源，所述滤网收集装置还包括导电金属夹片和设置在第二框架上的第二接触金属弹片，所述第二密封件的周壁上开设有缺口，所述导电金属夹片设置在缺口内，所述导电金属夹片一侧夹紧在滤网上，另一侧则通过导电线与第二接触金属弹片相连从而与外部的高压电源连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：利用导电滤网的导电性增强过滤效果的同时，在驻极功能启动时，该导电性被用作与地相连的接地极，在不增加装置的基础上实现了过滤和驻极功能的统一；工作时门电极通正电，与探针之间形成离子风幕，增强了负离子与空气中微颗粒的结合效果；设置成模块化的整体结构，仅需在整机风道内预留两个正电与负电高压接触弹片，即可完成配合。
附图说明
图1为本发明实施例的净化装置的示意图；
图2为本发明实施例的净化装置的负离子发生装置的立体结构示意图；
图3为本发明实施例的净化装置的负离子发生装置的分解结构示意图；
图4为本发明实施例的净化装置的负离子发生装置的第一框架的示意图；
图5为本发明实施例的净化装置的负离子发生装置的第一盖板的示意图；
图6-1为图3的局部Ⅰ放大示意图；
图6-2为图3的局部Ⅱ放大示意图；
图6-3为图5的局部Ⅲ放大示意图；
图7为本发明实施例的净化装置的负离子发生装置的主视图；
图8为本发明实施例的净化装置的滤网收集装置的示意图；
图9为本发明实施例的净化装置的滤网收集装置的分解结构示意图；
图10为本发明实施例的净化装置的滤网收集装置的滤网的局部分解结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1，一种空气滤网净化装置包括负离子发生装置1和滤网收集装置2，上述净化装置可设置在净化设备，如空气净化器中的预留管道内，并且在气体的流动路径上，负离子发生装置1位于滤网收集装置2的上游。
参见图2～图7，负离子发生装置1包括第一框架11、第一盖板12、PCB电路板13、负离子探针14、第一密封件15和门电极16。其中，第一框架11包括中空的外框111、至少两个并列优选的为平行设置在外框111内的支撑条112，在本实施例中，外框111呈长方形，支撑条112共两个，在外框111内侧、沿着外框111的长度方向延伸，每个支撑条112的两端分别延伸到外框111的内侧壁。
每个支撑条112具有由远离滤网收集装置2的表面向滤网收集装置2方向凹陷的支撑凹槽113。每个支撑凹槽113内设置有负离子探针14。每个支撑凹槽113内还设置有一个上述的PCB电路板13，负离子探针14的头部从第一框架11远离滤网收集装饰2的一侧穿过相应的PCB电路板13和支撑条112而朝向滤网收集装置2、并与该PCB电路板13电连接，每个PCB电路板13上优选的排布4～5个负离子探针14。
外框111具有由远离滤网收集装置2的表面向滤网收集装置2方向凹陷的容置凹槽114，在本实施例中，容置凹槽114为沿着外框111的内侧壁延伸的环形，两个PCB电路板13相应的端部延伸到外框111的容置凹槽114内，容置凹槽114内设置有导电金属棒17，分别与每个PCB电路板13电连接。外框111上还设置有第一接触金属弹片18，第一接触金属弹片18从外框111的外侧壁延伸到容置凹槽114内，导电金属棒17通过固定螺钉171与第一接触金属弹片18位于容置凹槽114内的部分电连接。外框111的容置凹槽114上覆盖有第一密封件15，如密封海绵，以便将导电金属棒17、第一接触金属弹片18密封在外框111内，从而降低噪音、减少第一框架11的缝隙。
结合图6～1和图6～3，第一盖板12设置在第一框架11朝向滤网收集装置2的一侧，第一框架11的外框111朝向第一盖板12的一侧形成有环形的第一台阶部115，第一台阶部115相对于外框111向内收缩、并朝向第一盖板12延伸，以便于安装第一盖板12，并使得第一盖板12的外周壁与外框111的外周壁齐平，确保负离子发生装置1的整体外侧齐平。第一台阶部115的外周壁上形成有向内凹陷的连接凹槽116。第一盖板12呈环形，其内周壁上设置有向内凸起的凸块121，凸块121可卡入到连接凹槽116内，从而使得第一盖板12和第一框架11连接。连接凹槽116和凸块121的位置可互换。
结合图6-2，第一盖板12内周形成有朝向第一框架11方向凹陷、并向内延伸的第二台阶部122，门电极16为由金属制成的板状，设置在第一盖板12远离第一框架11的一侧、并且覆盖在第二台阶部122上。第二台阶部122上设置有朝向门电极16的卡扣123，门电极16的周边开设有卡槽161，卡扣123的位置和卡槽161对应，并且卡扣123可卡入到卡槽161内，从而使得第一盖板12和门电极16连接。卡扣123和卡槽161的位置可互换。第一盖板12由绝缘材料制成，通过上述方式，可避免同样接高压电源的第一框架11和门电极16互相影响。
为使得负离子探针14形成的负离子分布均匀，两个PCB电路板13上的负离子探针14错位排列，同一个PCB电路板13上的负离子探针14之间的间距优选的为65mm。错位排列是指其中一个PCB电路板13上的负离子探针14对应另一个PCB电路板13上的两个负离子探针14的中间。门电极16上开设有多个间隔布置的通孔162，通孔162呈正六边形，每个负离子探针14的头部对应正六边形的通孔162内接圆的圆心处。通孔162的边长优选的为16mm，相邻两个通孔162的间距优选的为32.5mm。为使得空气与离子风形成的风幕接触时间更长，负离子与空气中微颗粒结合更充分，门电极16的通孔162和对应的负离子探针14的头部之间、在气体流动路径上具有3～4cm的垂直距离。
参见图8和图9，滤网收集装置2包括第二框架21、滤网22、第二盖板23、第二密封件24、导电金属夹片25和第二接触金属弹片26。第二框架21和导电滤网22也为长方形，以与负离子发生装置1适配。第二框架21采用绝缘材料，如ABS塑料制成，以保证与周围整机(净化设备)的绝缘关系。
滤网22为导电滤网，是在现有的普通的HEPA滤网的基础上喷涂一层导电材料，使其具有导电性又不破坏其原有的过滤效率，而后折叠成为柱状结构，如圆柱体(下文将详细说明)。滤网22可采用现有的导电滤网，也可以采用本发明的制备方法制成的导电滤网。滤网22设置在第二框架21内部，滤网22的周边和第二框架21之间设置有环状的第二密封件24，如密封海绵，从而可将滤网22固定。第二框架21远离负离子发生器1的一侧设置有第二盖板23，以便将滤网22封紧在第二框架21内。安装时，滤网22的喷涂导电材料的表面朝向负离子发生装置1方向放置(即迎向气体流动的方向)。
参见图10，滤网22包括PET支撑体221、PP熔喷层222和导电涂层223，三层复合构成导电的HEPA滤网。具体的，包括如下步骤：
①制备抗菌导电涂料
将石墨烯浆料、去离子水、水性聚氨酯按配比配料、混合，搅拌1～4h；搅拌的同时逐滴加入消泡剂，消泡剂的加入量为石墨烯浆料、去离子水和水性聚氨酯总重量的0.05～1％；本实施例中的消泡剂为消泡剂BYK019。
然后加入纳米银离子和甲壳素溶液，继续搅拌均匀，得到抗菌导电涂料；
纳米银离子：甲壳素溶液：石墨烯浆料：去离子水：水性聚氨酯的配比为1.5:4:21:21:7～3:10:21:21:21；
所述石墨烯浆料为石墨烯固含量为2.5wt％的去离子水混合物；石墨烯浆料的粘度为0.03pa.s；水性聚氨酯的粘度为0.01pa.s。
所述甲壳素溶液为市购甲壳素整理剂SAL6680。
纳米银离子为市购纳米银抗菌整理剂SILV9700。
②制备滤纸
将PET支撑体221和PP熔喷层222放置在两条不同的传输带上，其中PET支撑体221经过胶枪的喷头进行点胶，用胶枪在PET支撑体221上进行点胶，点胶量为5g/m2；点胶后的PET支撑体221与另一条传输带上的PP熔喷层222粘合，粘合好后同时进入一压滚内压牢形成纤维滤网，卷成卷材待用。
本实施例中使用的PET支撑体221为克重为70g/m2的PET纤维织物；PP熔喷层222是PP非织造熔喷布，丝径为15微米；
③制备复合导电滤网
将步骤①制备得到的抗菌导电涂料涂覆到步骤②制备的PET支撑体221表面上形成导电涂层223，涂层厚度为1～5μm，得到滤纸；将滤纸按常规方法折叠得到具有抗菌和导电性能的复合导电滤网，折叠过程中，导电涂层223朝外。
本发明的方法制备得到的复合导电滤网由高压驻极制成，通过导电滤网表面的高压静电显著改善过滤颗粒物的能力，从而去除空气中的PM0.3um的颗粒物；另一方面对携带进入滤网表面的细菌可及时杀灭，防止二次危害，同时可延长滤网的使用寿命，绿色环保。
第二密封件24的周壁上开设有缺口241，导电金属夹片25设置在缺口241内，第二框架21上设置有第二接触金属弹片26，第二接触金属弹片26从第二框架21外侧延伸到第二框架21内部。导电金属夹片25一侧夹紧在滤网22上，另一侧则通过导电线与第二接触金属弹片26相连。
过滤工作状态下，负离子发生装置1的第一接触金属弹片18电连接到负3kv高压，使得负离子探针14接通负高压、从而在高电压下电离产生负离子，同时门电极16接通正3kv高压，在负离子探针14和门电极16之间形成离心风，由于门电极16和负离子探针14的头部之间的间距，可使得空气与离子风形成的风幕接触时间更长，负离子与空气中微颗粒结合更充分。同时，滤网收集装置2的滤网22通过第二接触金属弹片26接通正3kv高压电，与负离子结合的微颗粒被通正电的滤网22吸引，加上原有滤网的过滤功能，过滤效率大大提高。
随着过滤时间的增加，过滤效率逐渐下降，直至失效，此时则通过门电极16的驻极恢复功能来恢复滤网的过滤效率，在滤网失效后开启驻极模式，驻极状态启动时，负离子探针14接通负10kv高压，门电极16则不接电，滤网22的导电涂层223接地，以提供驻极过程需要的接地极，从而实现驻极功能，恢复滤网的过滤效率。
本发明的过滤装置，采用复合导电滤网，结合了负离子主动吸附技术和静电吸附技术的优点，利用负离子发生装置产生的负离子与颗粒物结合，形成更大粒径颗粒物，同时在原HEPA滤网基础上通过复合技术滤网带有正电，滤网的正电与负离子形成离子流，在风机和离子流的带动下，微颗粒更好地被滤网吸收。复合导电滤网技术可以极大提高HEPA滤网对pm0.3以下粒径颗粒物的吸收。

Claims (10)

1.一种空气滤网净化装置，包括滤网收集装置(2)和负离子发生装置(1)，在气体的流动路径上，所述负离子发生装置(1)位于导电滤网装置(2)的上游，所述负离子发生装置包括能够与负高压电源连接的负离子探针(14)、用于设置所述负离子探针(14)的第一框架(11)，其特征在于：所述滤网收集装置(2)包括在净化装置处于过滤状态时接正高压电源、在净化装置处于驻极状态时接地的滤网(22)，所述滤网(22)为导电滤网，所述负离子发生装置(1)还包括在净化装置处于过滤状态时接正高压电源、在净化装置处于驻极状态时不接电的门电极(16)，所述门电极(16)可拆卸连接在第一框架(11)朝向滤网收集装置(2)的一侧。
2.根据权利要求1所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述滤网(22)包括PET支撑体(221)、PP熔喷层(222)、以及将导电材料喷涂在PET支撑体(221)上形成的导电涂层(223)，由此构成复合导电滤网。
3.根据权利要求2所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述滤网(22)呈折叠状，所述滤网(22)的导电涂层(223)朝向负离子发生装置(1)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述门电极(16)上开设有多个间隔布置的通孔(162)，所述通孔(162)呈正六边形，每个负离子探针(14)的头部对应正六边形的通孔(162)内接圆的圆心处，所述通孔(162)和对应的负离子探针(14)的头部之间、在气体流动路径上具有3～4cm的垂直距离。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述第一框架(11)包括中空的外框(111)和至少两个并列设置在外框(111)内的支撑条(112)，每个支撑条(112)具有由远离滤网收集装置(2)的表面向滤网收集装置(2)方向凹陷的支撑凹槽(113)，每个支撑凹槽(113)内还设置有PCB电路板(13)，所述负离子探针(14)的头部从第一框架(11)远离滤网收集装饰(2)的一侧穿过相应的PCB电路板(13)和支撑条(112)而朝向滤网收集装置(2)、并与该PCB电路板(13)电连接。
6.根据权利要求5所述的空气滤网净化装置，其特征在于：其中一个PCB电路板(13)上的负离子探针(14)对应相邻PCB电路板(13)上的两个负离子探针(14)的中间，使得相邻两个PCB电路板(13)的负离子探针(14)错位排列。
7.根据权利要求6所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述外框(111)具有由远离滤网收集装置(2)的表面向滤网收集装置(2)方向凹陷的容置凹槽(114)，所述容置凹槽(114)内设置有导电金属棒(17)，所述PCB电路板(13)与导电金属棒(17)电连接，所述导电金属棒(17)通过设置在外框(111)上的第一接触金属弹片(18)与外部的高压电源连接，所述容置凹槽(114)上覆盖有第一密封件(15)。
8.根据权利要求5所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述负离子发生装置(1)还包括第一盖板(12)，所述第一盖板(12)设置在第一框架(11)和门电极(16)之间，所述第一盖板(12)与外框(111)可拆卸连接，所述门电极(16)与第一盖板(12)可拆卸连接。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述滤网收集装置(2)还包括第二框架(21)和第二盖板(23)，所述滤网(22)设置在第二框架(21)内部，所述滤网(22)的周边和第二框架(21)之间设置有第二密封件(24)，所述第二盖板(23)设置在第二框架(21)远离负离子发生器(1)的一侧、而将滤网(22)封紧在第二框架(21)内。
10.根据权利要求5所述的空气滤网净化装置，其特征在于：所述滤网收集装置(2)还包括导电金属夹片(25)和设置在第二框架(21)上的第二接触金属弹片(26)，所述第二密封件(24)的周壁上开设有缺口(241)，所述导电金属夹片(25)设置在缺口(241)内，所述导电金属夹片(25)一侧夹紧在滤网(22)上，另一侧则通过导电线与第二接触金属弹片(26)相连从而与外部的高压电源连接。
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