一種空氣過濾罐及空氣凈化器的制造方法
【專利摘要】一種空氣過濾罐，包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，進(jìn)氣口引入高壓空氣，所述罐體內(nèi)表面設(shè)置有納米銀層，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層、碳酸氫鈉層、活性炭層及過濾器，所述活性炭層具有納米級腔體，新型結(jié)構(gòu)的空氣過濾罐及空氣凈化器，通過納米腔體的活性炭對微小顆粒物的強(qiáng)大捕捉能力，同時(shí)借助環(huán)境壓力的作用，使微小顆粒通過氣體分子的攜帶或推動而進(jìn)入納米腔體內(nèi)，并在壓力降低時(shí)不隨氣體分子完全溢出于納米腔體，可以有效減低了空氣中的微小顆粒物污染含量，同時(shí)通過充分利用納米墻體材料的內(nèi)部腔體空間，極大增強(qiáng)其媳婦顆粒物的能力，從而實(shí)現(xiàn)高效、持久、高飽和性的除塵效果。
【專利說明】一種空氣過濾罐及空氣凈化器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種空氣凈化設(shè)備，尤其是一種空氣過濾罐及使用該空氣過濾罐的空氣凈化器。

【背景技術(shù)】
[0002]氣體凈化一直是儀表、醫(yī)療、光學(xué)、電子器件生產(chǎn)、航空航天精密部件加工和裝配等工業(yè)生產(chǎn)和科研生產(chǎn)領(lǐng)域中凈化環(huán)境的重要技術(shù)手段。隨著部分地區(qū)空氣質(zhì)量的持續(xù)惡化，目前居民生活也面臨采用空氣凈化技術(shù)以改善室內(nèi)空氣環(huán)境的需求。以目前空氣主要污染物為例，？12.5是指在空氣中漂浮的顆粒物直徑在2.5微米甚至更細(xì)微的顆粒。這種細(xì)微顆粒由燃煤排放、汽車尾氣不完全燃燒、污染物燃燒、建筑揚(yáng)塵等眾多因素引入，并在微粒表面附著了 3、？、有機(jī)分子等具有一定腐蝕性、毒性的氣體或固體污染物。此種顆粒具有粒徑小，漂浮能力強(qiáng)，滲入能力強(qiáng)等特點(diǎn)，特別是進(jìn)入人體和動物肺部不易經(jīng)呼吸排出。長期處于高濃度微顆粒物環(huán)境將導(dǎo)致人體肺部纖維化，并存在塵肺病風(fēng)險(xiǎn)。顆粒物越細(xì)小，其吸附能力越強(qiáng)，越不易從人體中排出。目前空氣污染物中，還廣泛存在著遠(yuǎn)小于2微米粒徑的更細(xì)微顆粒，其吸附性和危害性也正在受到人們的廣泛重視。另外，附著在顆粒上的有毒氣體或固體分子將增加人體內(nèi)部局部病變危險(xiǎn)，目前相關(guān)研究正在開展過程中。
[0003]氣體凈化技術(shù)是指降低空氣中雜質(zhì)顆粒物和有毒有害氣體分子的技術(shù)。目前，氣體凈化主要技術(shù)有吸附凈化、靜電除塵等技術(shù)手段。其中，采用高比表面積的材料，利用其表面吸附功能是氣體、顆粒物有效的凈化手段。材料的表面吸附主要有表面沉淀和表面電荷吸附兩種理論模型。隨著納米材料和納米技術(shù)的發(fā)展，具有高比表面積的物質(zhì)也逐漸被發(fā)掘和制備出來，可廣泛用于微納米顆粒的吸附凈化。
[0004]研究表明，氣體在固體物質(zhì)上的吸附能力隨著環(huán)境壓力增大而增強(qiáng)，其解析同樣與壓力的降低有比例關(guān)系，并存在壓力門檻值。在氣體吸附過程中，小分子在壓力作用下，往往不僅在高比表面積的材料外表面吸附沉淀，更多時(shí)通過分子運(yùn)動會滲入具有微小空間的內(nèi)部。在具有一定腔體的多孔材料中，其相互連通或具有一定深度的孔徑和腔體為該類氣體分析提供了龐大的貯存空間。在一定壓力作用下，氣體分子將具有更為活躍的無規(guī)則運(yùn)動，而這種運(yùn)動將受到壓力影響，并在壓力達(dá)到一定程度時(shí)小分子發(fā)生團(tuán)聚和液化。而在這一段壓力過程中，氣體分子會迅速增加在材料表面的吸附能力。而在壓力降低到一定程度，氣體并沒有完全從吸附材料表面重新解吸，只有在壓力小到一定程度時(shí)(門檻值),氣體分子才會完全溢出。這種氣體分子在材料表面的吸附作用對礦石開采中氣體探測等技術(shù)提供了重要的理論依據(jù)。
[0005]根據(jù)氣體與壓力的相互關(guān)系，在氣體中存在的大量微顆粒物也將在壓力狀態(tài)下呈現(xiàn)出與常壓所不同的性質(zhì)。利用多孔高比表面積材料作為吸附材料，利用氣體與壓力之間的關(guān)系將一定壓力下的氣體中顆粒物帶入納米腔體內(nèi)部，且不隨氣體分子溢出。該過程將大大提升目前顆粒物依靠常壓接觸吸附的凈化效果，特別是對于912.5及以下的微顆粒吸附凈化具有顯著的意義，同時(shí)對改善空氣質(zhì)量環(huán)境，維持室內(nèi)空氣凈化效果具有明顯的作用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能高效去除空氣中的微小顆粒物，改善空氣質(zhì)量環(huán)境的空氣過濾罐及空氣凈化器。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種空氣過濾罐，包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，進(jìn)氣口引入高壓空氣，所述罐體內(nèi)表面設(shè)置有納米銀層，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層、碳酸氫鈉層、活性炭層及過濾器，所述活性炭層具有納米級腔體。
[0008]為增加干燥層的干燥效果，本實(shí)用新型改進(jìn)有，所述干燥層內(nèi)填充有硫酸鈣或氯化鈣。
[0009]為提升整個(gè)空氣過濾罐的過濾效果，本實(shí)用新型改進(jìn)有，所述過濾網(wǎng)為冊?八過濾器。
[0010]本實(shí)用新型改進(jìn)有，所述高壓氣體的壓力范圍為0.11^8-3.41？3。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步提供一種空氣凈化器，包括機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)設(shè)有空壓機(jī)、水分離器及空氣過濾罐，水分離器的一端與空壓機(jī)相連，所述空氣過濾罐包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，水分離器的另一端與進(jìn)氣口相連，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層、碳酸氫鈉層、活性炭層及過濾網(wǎng)，所述活性炭層具有納米級腔體。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:新型結(jié)構(gòu)的空氣過濾罐及空氣凈化器，通過納米腔體的納米銀對微小顆粒物的強(qiáng)大捕捉能力，同時(shí)借助環(huán)境壓力的作用，使微小顆粒通過氣體分子的攜帶或推動而進(jìn)入納米腔體內(nèi)，并在壓力降低時(shí)不隨氣體分子完全溢出于納米腔體，可以有效減低了空氣中的微小顆粒物污染含量，同時(shí)通過充分利用納米墻體材料的內(nèi)部腔體空間，極大增強(qiáng)其吸附顆粒物的能力，從而實(shí)現(xiàn)高效、持久、高飽和性的除塵效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖1為本實(shí)用新型的空氣過濾罐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]附圖2為本實(shí)用新型的空氣凈化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]標(biāo)號說明:1-空氣過濾罐； 2-納米銀層； 3-干燥層； 4-碳酸氫鈉層； 5-活性炭層； 6-過濾網(wǎng)； 7-空壓機(jī)； 8-水分離器。

【具體實(shí)施方式】
[0016]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0017]本實(shí)用新型提供一種空氣過濾罐1，包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，進(jìn)氣口引入高壓空氣，所述罐體內(nèi)表面設(shè)置有納米銀層2，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層3、碳酸氫鈉層4、活性炭層5及過濾網(wǎng)6，所述活性炭層具有納米級腔體。
[0018]進(jìn)氣口引入的是高壓空氣，采用有壓力氣體作為動力輸出源，可使顆粒物在壓力作用下發(fā)生團(tuán)聚效應(yīng)，從而增加微顆粒物的分布粒度，更有利于吸附載體的吸附和凈化。
[0019]干燥層3是利用干燥劑形成的一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)，主要構(gòu)造是填充了能除去潮濕物質(zhì)中水分的物質(zhì)如硫酸鈣和氯化鈣等干燥劑，通過通過與水結(jié)合生成水合物進(jìn)行干燥，對流入罐體的高壓空氣進(jìn)行干燥。
[0020]碳酸氫鈉層4主要用于對空氣進(jìn)行進(jìn)一步的清潔，各種油性的物質(zhì)幾乎都能被小蘇打所中和而分解掉。
[0021]活性炭層5，活性炭又稱活性炭黑，凹凸棒土等礦物晶體精制而成具有礦晶分子結(jié)構(gòu)的顆粒，其孔多，孔隙大，呈晶體排列，吸附能力是普通活性炭的5000倍以上，能對有害物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的消毒凈化，同時(shí)釋放氧離子，可循環(huán)使用，無二次污染。
[0022]過濾網(wǎng)6在本實(shí)施例中采用冊?八過濾器，即可處理的干型過濾器，是由疊片狀硼硅微纖維制成的，冊?八過濾器可能去除至少97.00%空中微粒0.3測微表(^ 111)直徑。
[0023]納米銀就是將粒徑做到納米級的金屬銀單質(zhì)，納米銀層設(shè)置在罐體內(nèi)表面，納米銀粒徑大多在25納米左右，對大腸桿菌、淋球菌、沙眼衣原體等數(shù)十種致病微生物都有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用，納米銀層也可以方便拆卸清洗，永久性抗菌洗滌不影響其功能，無毒害，無污染、永久性除菌，不傷害人體。
[0024]通過這四層過濾層及表面納米銀層的設(shè)置，基本上能去除空氣中大部分污染物，但是細(xì)微顆粒還是不能被有效清除，因此本實(shí)施例中，活性炭層具有納米級腔體。
[0025]原理在于，通過具有納米腔體的材料對微小顆粒物的強(qiáng)大捕捉能力，同時(shí)借助環(huán)境壓力的作用，使微小顆粒物通過氣體分子的攜帶或推動而進(jìn)入納米腔體，并在壓力降低時(shí)不隨氣體分子完全溢出于納米腔體。
[0026]活性炭上設(shè)置的納米級腔體相互導(dǎo)通或不導(dǎo)通。通過制備和處理，實(shí)現(xiàn)材料一定深度處形成具有微納米結(jié)構(gòu)的腔體。這些腔體一般具備超過孔徑2倍以上的深度，在腔體之間可形成相互的導(dǎo)通。極限情況是具有微納米結(jié)構(gòu)的腔體貫穿體材料的厚度，形成超深徑比的腔體結(jié)構(gòu)。
[0027]當(dāng)顆粒物隨著高壓空氣進(jìn)入活性炭的納米腔體中，環(huán)境壓力增大并保持適當(dāng)程度時(shí)，氣體分子受到壓力影響將會加速運(yùn)動，并向低壓方向順序移動，在壓力增大的過程中，漂浮的顆?；虮３址稚⒒虿糠謭F(tuán)聚，并隨氣體運(yùn)動。當(dāng)納米腔體外為高壓區(qū)，納米腔體內(nèi)為低壓區(qū)時(shí)，氣體分子將攜帶或推動微小顆粒物進(jìn)入低壓區(qū)，并在腔體表面和內(nèi)部形成表面沉積和滯留。
[0028]當(dāng)壓力降低于一定數(shù)值后，顆粒物未隨氣體分子完全溢出納米腔體。當(dāng)氣體分子在腔體內(nèi)滯留一定時(shí)間后，隨著環(huán)境壓力減小，氣體將有溢出腔體的趨勢。研究表明，并非在存在壓差的理想情況下就會導(dǎo)致氣體分子的運(yùn)動，需環(huán)境壓力降低至某一門檻值，氣體分子才會脫離吸附物表面，呈現(xiàn)解析附效應(yīng)。當(dāng)氣體分子部分離開納米腔體后，與腔體內(nèi)表面形成吸附沉積的微小顆粒物將呈現(xiàn)兩種形態(tài):其一是保持原有顆粒形狀，吸附在腔體內(nèi)表面；二是微小顆粒物形成團(tuán)聚，其外形尺寸大于原有微小顆粒物尺寸。當(dāng)氣體解吸附后，微顆粒分子由于其較強(qiáng)烈的吸附力或已形成不易溢出的大顆粒，將保持滯留在腔體內(nèi)部的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)階段性或永久性吸附存留。
[0029]本實(shí)施例中，所述高壓氣體的壓力范圍為0.11^8-3.41？3。
[0030]通過具有微納米孔徑的腔體的活性炭層，可顯著提高單位體積的吸附效率，在小體積范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量微小顆粒物的吸附。尤其適用于重度污染環(huán)境以及室外空氣條件等較為惡劣且污染源龐大的情況。
[0031]本實(shí)用新型在上述基礎(chǔ)上進(jìn)一步的提供一種空氣凈化器，包括機(jī)殼，機(jī)殼內(nèi)設(shè)有空壓機(jī)7、水分離器8及空氣過濾罐，水分離器8的一端與空壓機(jī)7相連，所述空氣過濾罐1包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，水分離器8的另一端與進(jìn)氣口相連，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層3、碳酸氫鈉層4、活性炭層5及過濾網(wǎng)6，所述活性炭層具有納米級腔體。
[0032]空壓機(jī)7將外界空氣加壓并送入水分離器8，水分離器8能有效除去空氣中的液態(tài)水分和固體顆粒，達(dá)到凈化的作用，水分離器8在本實(shí)用新型中并不具體限制具體的類型，可以采用傳統(tǒng)的五級分離器，降速、離心、碰撞、變向、凝聚等原理，除去壓縮空氣(氣體)中的液態(tài)水份和固體顆粒，達(dá)到凈化的作用。濕氣在冷卻過程中冷凝后，在分離器中的擋板廹使氣體改變方向二次，并以設(shè)計(jì)好的速度旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力高效地分離出液體和顆粒，排水器應(yīng)及時(shí)排放出冷凝液。
[0033]經(jīng)過凈化后的空氣輸入空氣過濾罐1中，空氣過濾罐1對空氣進(jìn)行有效過濾，有效降低空氣中的微小顆粒物污染含量，同時(shí)通過充分利用納米腔體材料的內(nèi)部腔體空間，極大增強(qiáng)其吸附顆粒物的能力，從而實(shí)現(xiàn)高效、持久、高飽和性的除塵效果。
[0034]下面列舉一個(gè)具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)特點(diǎn)。
[0035]實(shí)施例1
[0036]罐體內(nèi)設(shè)有微納米孔徑高致密度的活性炭材料作為吸附載體，其孔徑直徑在
0.5-20微米之間，采用醫(yī)用無油增壓泵將外界空氣壓縮后，通過水分離器8后壓入裝有微納米孔徑的活性炭的密閉壓力罐中，其壓入壓力為111^。當(dāng)壓入壓力小于0.51？3時(shí)，氣體被密閉壓力罐排出?？諝饨?jīng)過該金屬微納米腔體吸附凈化后，其顆粒物(912.5含量)小于95%以上。
[0037]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣過濾罐，其特征在于，包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，進(jìn)氣口引入高壓空氣，所述罐體內(nèi)表面設(shè)置有納米銀層，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層、碳酸氫鈉層、活性炭層及過濾器，所述活性炭層具有納米級腔體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾罐，其特征在于，所述干燥層內(nèi)填充有硫酸鈣或氯化鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾罐，其特征在于，所述過濾網(wǎng)為HEPA過濾器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣過濾罐，其特征在于，所述高壓氣體的壓力范圍為0.lMPa-3.4MPa。
5.—種空氣凈化器,其特征在于,包括機(jī)殼,機(jī)殼內(nèi)設(shè)有空壓機(jī)、水分離器及空氣過濾罐，水分離器的一端與空壓機(jī)相連，所述空氣過濾罐包括罐體，所述罐體上設(shè)有進(jìn)氣口及出氣口，水分離器的另一端與進(jìn)氣口相連，罐體內(nèi)從進(jìn)氣口至出氣口依次設(shè)有干燥層、碳酸氫鈉層、活性炭層及過濾網(wǎng)，所述活性炭層具有納米級腔體。
【文檔編號】B01D50/00GK204121919SQ201420428459
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】史植廣, 李巖, 史清良, 王竹峰, 張?zhí)烊? 申請人:張濤