CN206362772U - 空气净化材料净化性能测定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气净化材料净化性能测定装置，属于空气净化领域，所述装置包括外舱、内舱和加速试验管，所述外舱包括外舱舱体，所述外舱舱体的侧壁上设置有第一外舱气流入口和第一外舱气流出口；所述内舱包括内舱舱体，所述内舱舱体内部用于放置空气净化材料，所述内舱舱体的一端设置有内舱气流入口，另一端设置有内舱气流出口；所述加速试验管包括试验管管体，所述试验管管体内部用于填充空气净化材料，所述试验管管体的一端设置有试验管气流入口，另一端设置有试验管气流出口。本实用新型能够测定多种空气净化材料对多种污染气的净化效率、净化容量和净化持久性，并且测定结果更加准确和全面。

Description

空气净化材料净化性能测定装置

技术领域

本实用新型涉及空气净化领域，特别是指一种空气净化材料净化性能测定装置。

背景技术

当前，全球范围内环境日趋恶化，我国多个城市包括北京在内的空气污染越来越严重是不争的事实。特别是近期出现的连续大范围雾霾天气更加促进了人们对空气质量的担忧。同时，人们对居室环境的过度装饰装修导致在施工过程中会排放大量的甲醛、苯、甲苯和氨等挥发性有机物(总挥发性有机物，Total Volatile Organic Compounds，TVOC)，一方面造成室内空气污染，一方面与NOx(氮氧化物)在光照作用下发生光化学反应，导致对流层臭氧浓度和二次有机气溶胶浓度升高等问题，直接或间接地影响着人体健康。在国家各项空气治理政策的倡导和广大市场需求的刺激下，我国市场上甲醛净化壁纸、功能性石膏板、三聚氰胺生态板、净醛涂料、除霾漆、硅藻泥生态板等各类功能性空气净化材料发展迅猛。

为了保障空气净化产品的健康发展，我国制定了相应的评价空气净化材料净化性能的标准。其中适用于涂料、涂膜、片材等空气净化材料对污染物净化性能测定的标准方法主要为：QB/T 2761-2006《室内空气净化产品净化效果测定方法》和JC/T 1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》。但这两个方法都只能评价空气净化材料对污染物的简单降低效果，且污染物用量有限，无法评估空气净化材料长时间使用后的应用效果。而随着消费者对环保健康功能材料产品有了更深入的认识和更高的追求，对于可反映复合型空气净化材料对污染气实际净化能力的净化容量和净化持久性的指标随之受到了市场各方面的广泛关注。

实用新型内容

本实用新型提供一种空气净化材料净化性能测定装置，该装置能够测定多种空气净化材料对多种污染气的净化效率、净化容量和净化持久性，并且测定结果更加准确和全面。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

本实用新型提供一种空气净化材料净化性能测定装置，包括外舱、内舱和加速试验管，其中：

所述外舱包括外舱舱体，所述外舱舱体的侧壁上设置有第一外舱气流入口和第一外舱气流出口；

所述内舱包括内舱舱体，所述内舱舱体内部用于放置空气净化材料，所述内舱舱体的一端设置有内舱气流入口，另一端设置有内舱气流出口；

所述加速试验管包括试验管管体，所述试验管管体内部用于填充空气净化材料，所述试验管管体的一端设置有试验管气流入口，另一端设置有试验管气流出口。

进一步的，所述第一外舱气流入口连接有标准污染气供给装置、洁净空气供给装置和加湿装置；所述外舱舱体的侧壁上还设置有第二外舱气流入口和第二外舱气流出口，所述第二外舱气流入口和第二外舱气流出口通过位于所述外舱舱体外部的气流通道连接，所述气流通道上设置有液态污染物注射室。

进一步的，所述外舱舱体内设置有风扇，所述风扇设置在所述外舱舱体的侧壁和/或底壁的内表面；所述气流通道上设置有气体真空泵。

进一步的，所述标准污染气供给装置和所述第一外舱气流入口之间设置有第一质量流量控制器和第一气体阀，所述洁净空气供给装置和所述第一外舱气流入口之间设置有第二质量流量控制器和第二气体阀，所述洁净空气供给装置和所述加湿装置之间设置有第三气体阀。

进一步的，所述外舱舱体为顶端开口的壳体，所述开口处设置有外舱舱盖，所述外舱舱体和外舱舱盖之间设置有密封材料。

进一步的，所述内舱舱体沿气流流动方向依次包括进气部、净化部和出气部，所述内舱气流入口设置在所述进气部上，所述内舱气流出口设置在所述出气部上；所述进气部为锥台形，所述净化部为柱形，所述出气部为锥形。

进一步的，所述外舱舱体的顶部设置有光源，所述内舱还包括可伸缩的内舱托架，所述内舱托架连接在所述内舱舱体的下方，所述净化部的上方设置有石英窗口。

进一步的，所述进气部设置有至少一道气流格栅。

进一步的，所述加速试验管还包括导气管，所述导气管连接在所述试验管管体的两端。

进一步的，所述加速试验管还包括多孔固定材料和玻璃棉。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够通过分析一定时间内污染气浓度随时间的变化规律，计算得到特定时间空气净化材料对污染气的净化效率。并且本实用新型在测试时，污染气连续流动，充分考虑了污染气不断产生、空气净化材料实际使用过程中表面空气流动等因素的影响，连续的动态吹扫气可将反应产物及时吹走，最大化地发挥空气净化材料的净化作用，使得测定结果更准确。

本实用新型能够测定空气净化材料的净化容量，以及净化持久性，净化容量和净化持久性能够评估空气净化材料长时间使用后的应用效果，并且净化容量和净化持久性能够更全面和准确的反映空气净化材料的净化性能。

本实用新型可适用于基于物理吸附型、化学反应型以及复合型空气净化材料的净化性能的分析，如涂料、壁纸、石膏板、人造板、片材、纺织品等产品。

本实用新型可实现空气净化材料对醛类、苯系物、NOx、SO₂等各种可挥发性污染物的监测。

综上所述，本实用新型的空气净化材料净化性能测定装置能够测定多种空气净化材料对多种污染气的净化效率、净化容量和净化持久性，并且测定结果更加准确和全面。

附图说明

图1为本实用新型中的外舱结构示意图；

图2为本实用新型中的内舱结构示意图；

图3为本实用新型中的加速试验管结构示意图；

图4为外舱和内舱组合后的示意图；

图5为外舱和加速试验管组合后的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种空气净化材料净化性能测定装置，如图1-3所示，包括外舱100、内舱200和加速试验管300，其中：

外舱100包括外舱舱体110，外舱舱体为测定装置的主体，可为表面抛光处理或惰性化的不锈钢、有机玻璃等低吸附性的材质，外舱舱体110的侧壁上设置有第一外舱气流入口120和第一外舱气流出口130。

内舱200包括内舱舱体210，内舱舱体210内部用于放置空气净化材料400，内舱舱体210的一端设置有内舱气流入口220，另一端设置有内舱气流出口230。

加速试验管300包括试验管管体310，试验管管体310内部用于填充空气净化材料400，试验管管体310的一端设置有试验管气流入口320，另一端设置有试验管气流出口330。

本实用新型的空气净化材料净化性能测定装置的测定方法有两种：

一、外舱和内舱进行组合，测定空气净化材料的净化性能，如图4所示，具体的测定步骤为：

1、将预处理好的空气净化材料放置在内舱舱体内部，并记录空气净化材料具有污染物净化功能的表面积；此处的预处理一般是指将空气净化材料做成片状，或者将空气净化材料涂覆到玻璃板上等。

2、将内舱放入外舱内部，并使得内舱气流入口与第一外舱气流入口相对，内舱气流出口与第一外舱气流出口相对。

3、将污染气生成装置与第一外舱气流入口通过管道连接，将气泵(或采气装置)和检测***800与第一外舱气流出口连接。

4、开启污染气生成装置，并记录污染气的初始浓度C_in和污染气流速f；污染气生成装置是指产生污染气并使得污染气以一定流速流入第一外舱气流入口的装置，污染气生成装置简单的一个例子为：储气罐，该储气罐内储存有浓度为C_in的污染气，储气罐上有阀门或质量流量控制器，控制污染气以流速f流入第一外舱气流入口的装置。

5、在t时刻通过气泵或采气装置在第一外舱气流出口采集气体，使用检测***检测污染气的浓度C_out，得到C_out随时间的变化规律。

此步骤可测试t为1d、2d、7d、28d等不同时间的污染物净化效率和净化容量。对于需要测试净化持久性的空气净化材料，须每天连续监测，直至空气净化材料对污染物的净化容量降低为1d时的1/2时，可结束实验。

6、结束实验，通过第一外舱气流入口通过洁净空气，直至在第一外舱气流出口处测得污染气浓度与空气接近。

本实验可以得到空气净化材料的净化性能指标，如下：

空气净化材料在t时刻对空气中污染物的净化效率η：

空气净化材料在t时刻对空气中污染物的净化容量F：

空气净化材料对空气中污染物的净化持久性P：

P＝∑_i(F_i×Δt_i)，Δt_i＝t_i-t_i-1

其中，c_in为第一外舱气流入口处污染气浓度；

c_out为第一外舱气流出口处污染气浓度；

f为污染气流速；

A为空气净化材料与污染气作用的表面积；

F_i为t_i时刻空气净化材料对污染气的净化容量；

t为净化持续时间；

η为空气净化材料对污染气的净化效率；

F为空气净化材料在t时刻对空气中污染物的净化容量；

P为空气净化材料对污染气的净化持久性。

二、外舱和加速试验管进行组合，测定空气净化材料的净化性能，如图5所示，具体的测定步骤为：

1、将粉末状或颗粒状的空气净化材料填充在加速试验管内部，记录空气净化材料的质量m，并将透气的固定材料设置在空气净化材料两端，固定空气净化材料。

2、将加速试验管放入外舱内部，并使得试验管气流入口与第一外舱气流入口连接，内舱气流出口与第一外舱气流出口连接。

3、将污染气生成装置与第一外舱气流入口通过管道连接，将气泵(或采气装置)和检测***与第一外舱气流出口连接。

4、开启污染气生成装置，并记录污染气的初始浓度C_in和污染气流速f；污染气生成装置是指产生污染气并使得污染气以一定流速流入第一外舱气流入口的装置，污染气生成装置简单的一个例子为：储气罐，该储气罐内储存有浓度为C_in的污染气，储气罐上有阀门或质量流量控制器，控制污染气以流速f流入第一外舱气流入口的装置。

5、在t时刻通过气泵或采气装置在第一外舱气流出口采集气体，使用检测***检测污染气的浓度C_out，得到C_out随时间的变化规律，记录穿透时间t_b，t_b为污染气穿透加速试验管的时间，即首次在第一外舱气流出口检测到污染气的时间。

6、结束实验，通过第一外舱气流入口通入洁净空气，直至在第一外舱气流出口处测得污染气浓度与空气接近。

本实验可以得到空气净化材料的净化性能指标，如下：

空气净化材料在t时刻对空气中污染物的净化效率η：

空气净化材料对空气中污染物的净化持久性P’：

其中，c_in为第一外舱气流入口处污染气浓度；

c_out为第一外舱气流出口处污染气浓度；

t为净化持续时间；

m为空气净化材料的质量；

t_b为污染气在加速试验管中的穿透时间；

η为空气净化材料对污染气的净化效率；

P’为空气净化材料对污染气的净化持久性。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型能够通过分析一定时间内污染气浓度随时间的变化规律，计算得到特定时间空气净化材料对污染气的净化效率。并且本实用新型在测试时，污染气连续流动，充分考虑了污染气不断产生、空气净化材料实际使用过程中表面空气流动等因素的影响，连续的动态吹扫气可将反应产物及时吹走，最大化地发挥空气净化材料的净化作用，使得测定结果更准确。

本实用新型能够测定空气净化材料的净化容量，以及净化持久性，净化容量和净化持久性能够评估空气净化材料长时间使用后的应用效果，并且净化容量和净化持久性能够更全面和准确的反映空气净化材料的净化性能。

本实用新型可适用于基于物理吸附型、化学反应型以及复合型空气净化材料的净化性能的分析，如涂料、壁纸、石膏板、人造板、片材、纺织品等产品。

本实用新型可实现空气净化材料对醛类、苯系物、NOx、SO₂等各种可挥发性污染物的监测。

综上所述，本实用新型的空气净化材料净化性能测定装置能够测定多种空气净化材料对多种污染气的净化效率、净化容量和净化持久性，并且测定结果更加准确和全面。

本实用新型中，为了产生多种种类、浓度和湿度的污染气，可以在第一外舱气流入口120连接有标准污染气供给装置500、洁净空气供给装置600和加湿装置700；外舱舱体110的侧壁上还设置有第二外舱气流入口140和第二外舱气流出口150，第二外舱气流入口140和第二外舱气流出口150通过位于外舱舱体110外部的气流通道160连接，气流通道160上设置有液态污染物注射室161。气流通道可为不锈钢、聚四氟乙烯管或硅胶软管等材质。

标准污染气供给装置、洁净空气供给装置和加湿装置优选用于生成污染物为气体的污染气，当然也可以用于生成污染物为液体的污染气，其生成方法为：

打开标准污染气供给装置、洁净空气供给装置和加湿装置，标准污染气供给装置将甲醛、乙醛、苯系物、NO_X、SO₂等各种气态污染物输出，洁净空气供给装置将洁净空气输出，并进入加湿装置后，与气态污染物混合，得到特定浓度的污染气。

液态污染物注射室、洁净空气供给装置和加湿装置优选用于生成污染物为液体的污染气，其生成方法为：

打开液态污染物注射室、洁净空气供给装置和加湿装置，液态污染物注射室将液态污染物注射进气流通道，并进入外舱舱体，洁净空气供给装置将洁净空气输出，并进入加湿装置后，再进入外舱舱体，与液态污染物混合，得到特定浓度的污染气。

为了控制外舱内气体流动，同时避免污染气在外舱舱体底部的沉积，外舱舱体110内设置有风扇170，风扇170设置在外舱舱体110的侧壁和/或底壁的内表面。气流通道160上设置有气体真空泵162，气体真空泵用于外舱舱体动态内循环过程的气流控制。

对于需要一定时间进行充分反应以达到最佳净化效果的空气净化材料，可先关闭第一外舱气流入口和第一外舱气流出口，打开第二外舱气流入口和第二外舱气流出口，打开气体真空泵，使得污染气在外舱舱体内循环一段时间，再可先打开第一外舱气流入口和第一外舱气流出口，关闭第二外舱气流入口和第二外舱气流出口，关闭气体真空泵，然后在第一外舱气流出口处采集污染气并测定其浓度。

为了更好地控制污染气的流速，以及更精确的设置污染气的浓度，标准污染气供给装置500和第一外舱气流入口120之间设置有用于控制气体流量的第一质量流量控制器510和用于连通或关闭管道的第一气体阀520，洁净空气供给装置600和第一外舱气流入口120之间设置有第二质量流量控制器610和第二气体阀620，洁净空气供给装置600和加湿装置700之间设置有第三气体阀710。

本实用新型中，外舱舱体可以有多种结构，优选的，外舱舱体110为顶端开口的壳体，壳体形状优选为圆柱形，开口处设置有外舱舱盖180，外舱舱体110和外舱舱盖180之间设置有密封材料，密封材料为硅橡胶垫圈、金属铝垫片等。

作为本实用新型的一种改进，内舱舱体210沿气流流动方向依次包括进气部211、净化部212和出气部213，内舱气流入口220设置在进气部211上，内舱气流出口230设置在出气部213上；进气部211为锥台形，优选为四棱锥台或圆锥台，净化部212为柱形，优选为四棱柱，方便放置空气净化材料，出气部213为锥形，优选为四棱锥或圆锥。当进气部为圆锥台、净化部为四棱柱、出气部为圆锥时，进气部、净化部和出气部的连接处设置有过渡面。内舱舱体能够保证充分的进气量，并与空气净化材料充分接触反应。

部分空气净化材料需要光催化，为了适用光催化空气净化材料，本实用新型中外舱舱体110的顶部设置有光源190，可依据检测对象选择使用日光灯、紫外光源、氙灯等光源，内舱200还包括可伸缩的内舱托架240，内舱托架240连接在内舱舱体210的下方，用于调节内舱高度，达到实验所需的光照强度，净化部212的上方设置有石英窗口250，用于透过紫外或可见光光线。本实用新型可在不同光源***下测试空气净化材料对空气中污染物的净化性能。若使用玻璃材质的外舱舱体，且光源为紫外光源，需用遮光布将外舱舱体遮蔽。

为了稳定和均匀化污染气气流，进气部211设置有至少一道气流格栅260。

作为本实用新型的另一种改进，加速试验管300还包括导气管340，导气管340连接在试验管管体310的两端，导气管用于方便连接第一外舱气流入口和第一外舱气流出口。

进一步的，加速试验管还包括多孔固定材料350和玻璃棉360，多孔固定材料可以为陶瓷或金属等材质的多孔制品，用于固定空气净化材料的装填位置；玻璃棉用于稳定和均匀化污染气气流。

使用时，在加速试验管中依次填入多孔固定材料、玻璃棉、磨碎到一定粒径的空气净化材料、玻璃棉和多孔固定材料。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，包括外舱、内舱和加速试验管，其中：

所述外舱包括外舱舱体，所述外舱舱体的侧壁上设置有第一外舱气流入口和第一外舱气流出口；

所述内舱包括内舱舱体，所述内舱舱体内部用于放置空气净化材料，所述内舱舱体的一端设置有内舱气流入口，另一端设置有内舱气流出口；

所述加速试验管包括试验管管体，所述试验管管体内部用于填充空气净化材料，所述试验管管体的一端设置有试验管气流入口，另一端设置有试验管气流出口。

2.根据权利要求1所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述第一外舱气流入口连接有标准污染气供给装置、洁净空气供给装置和加湿装置；所述外舱舱体的侧壁上还设置有第二外舱气流入口和第二外舱气流出口，所述第二外舱气流入口和第二外舱气流出口通过位于所述外舱舱体外部的气流通道连接，所述气流通道上设置有液态污染物注射室。

3.根据权利要求2所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述外舱舱体内设置有风扇，所述风扇设置在所述外舱舱体的侧壁和/或底壁的内表面；所述气流通道上设置有气体真空泵。

4.根据权利要求2所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述标准污染气供给装置和所述第一外舱气流入口之间设置有第一质量流量控制器和第一气体阀，所述洁净空气供给装置和所述第一外舱气流入口之间设置有第二质量流量控制器和第二气体阀，所述洁净空气供给装置和所述加湿装置之间设置有第三气体阀。

5.根据权利要求1所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述外舱舱体为顶端开口的壳体，所述开口处设置有外舱舱盖，所述外舱舱体和外舱舱盖之间设置有密封材料。

6.根据权利要求1-5任一所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述内舱舱体沿气流流动方向依次包括进气部、净化部和出气部，所述内舱气流入口设置在所述进气部上，所述内舱气流出口设置在所述出气部上；所述进气部为锥台形，所述净化部为柱形，所述出气部为锥形。

7.根据权利要求6所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述外舱舱体的顶部设置有光源，所述内舱还包括可伸缩的内舱托架，所述内舱托架连接在所述内舱舱体的下方，所述净化部的上方设置有石英窗口。

8.根据权利要求6所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述进气部设置有至少一道气流格栅。

9.根据权利要求6所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述加速试验管还包括导气管，所述导气管连接在所述试验管管体的两端。

10.根据权利要求6所述的空气净化材料净化性能测定装置，其特征在于，所述加速试验管还包括多孔固定材料和玻璃棉。