專利名稱：一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器及其駐極處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過濾器產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特指一種一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其用于凈化空氣中的顆粒物粉塵，可應(yīng)用于家用空氣凈化器、中央空調(diào)、真空吸塵器、工業(yè)環(huán)境凈化設(shè)備，特別適用于低風(fēng)阻、高效率的需求場(chǎng)合。當(dāng)孔板材料使用耐腐蝕、耐高溫的氟塑料時(shí)，本發(fā)明還可用于腐蝕、高溫的氣體處理場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
目前對(duì)空氣中的顆粒物凈化技術(shù)，主要有兩種方式一、采用無(wú)紡布纖維濾紙折疊構(gòu)成的過濾器，以HEPA (High Efficiency Particulate Air filter高效空氣過濾器)過濾器為代表，通過篩分、橋塞、沖擊粘附、靜電駐極纖維電場(chǎng)吸附等方式攔阻顆粒物，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高等特點(diǎn)，得到廣泛成熟的應(yīng)用。HEPA過濾器的缺點(diǎn)是1)較大風(fēng)阻，通過預(yù)設(shè)的風(fēng)量需要更大功率的風(fēng)機(jī)，能耗高、噪音大。2)過濾器需要定期更換，不可重復(fù)使用，增加應(yīng)用成本。二、靜電集塵方式，以ESP(Eletrostatic Precipitator，靜電除塵器)電暈-收集方式為代表的靜電集塵方式，以其風(fēng)阻低、可再生使用的特點(diǎn)，同樣也得到了廣泛的應(yīng)用。 但是ESP同樣有著難以克服的缺點(diǎn)1)電暈放電會(huì)產(chǎn)生臭氧，盡管可以使用臭氧催化過濾器控制，但還是存在超出日趨要求嚴(yán)格的濃度控制指標(biāo)范圍的可能，危害人身健康。2)電極間的輕微打火放電聲，一直為用戶所詬病，對(duì)產(chǎn)品的使用安全性產(chǎn)生擔(dān)憂。3)由于受到開放式結(jié)構(gòu)的擊穿電壓限制，EPS的單次過濾效率較低。4)需要復(fù)雜的高壓供電電源和高壓安全防護(hù)措施，增加設(shè)備成本。5)EPS結(jié)構(gòu)，特別是線板式結(jié)構(gòu)十分脆弱，清洗過程容易造成損壞。針對(duì)靜電集塵式凈化器的不足，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?0806175.0的發(fā)明專利申請(qǐng)公開說(shuō)明書，其公開了一種“空氣凈化設(shè)備”，該空氣凈化設(shè)備就是采用靜電集塵式凈化設(shè)備。其采用的技術(shù)方案是一種用于除去氣流中攜帶的顆粒沉積設(shè)備包括氣流可相對(duì)較自由地通過的孔洞的陣列，孔洞是在塑料壁之間提供的；用于迫使氣流通過陣列的裝置，所述塑料壁具有與其接觸的導(dǎo)電材料區(qū)域；以及用于交錯(cuò)地向絕緣的導(dǎo)電材料區(qū)域施加高和低電位以提供在陣列中的充電場(chǎng)所，從而從氣流收集顆粒的裝置。上述專利方案中提出了一系列結(jié)構(gòu)和組合方式，其中在“塑料雙壁波型板材的兩面敷設(shè)電極，進(jìn)行交錯(cuò)疊加”的方式是重要的實(shí)施例，但是仍有許多問題未予以解決，這些問題包括1、使用對(duì)稱的內(nèi)壁光滑的孔板結(jié)構(gòu)，由于法拉第籠效應(yīng)，不能夠有效捕集不帶電荷(中性)顆粒物，需要依賴負(fù)離子發(fā)生裝置或降低孔板高度或用更長(zhǎng)的孔，這將帶來(lái)一系列負(fù)面的影響，包括風(fēng)阻增大、安裝體積過大等問題。2、電極直接同注塑孔板的外部接觸，在孔板存在微孔注塑缺陷的情況下，可能導(dǎo)致電極向空氣或?qū)?yīng)內(nèi)壁的放電，進(jìn)而產(chǎn)生異味。3、為達(dá)到防水和整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的需求，孔板層間使用的膠黏劑，特別是可能使用對(duì)PP材料粘結(jié)性能較好的雙組份粘結(jié)劑，粘合劑的操作不當(dāng)可能會(huì)使過濾器長(zhǎng)時(shí)間的存在異味進(jìn)而造成二次空氣污染。4、該專利方案中提到的駐極方式，對(duì)于其所提及的塑料材料，不能形成可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存的電荷，這些表面電荷可能將在數(shù)天或數(shù)周后消失。5、反復(fù)疊加的結(jié)構(gòu)依舊會(huì)產(chǎn)生較大的平板電容效應(yīng)，盡管使用了高阻抗的電極或電極端加入了泄放電阻，但裸露觸點(diǎn)區(qū)域在最初的幾秒鐘仍可能有電擊的可能。6、使用了同常規(guī)ESP供電方式相同的外部高壓輸入方式，同ESP工作方式一樣，需要復(fù)雜的安全電路。7、非密閉結(jié)構(gòu)的組合方式，電極有可能接觸空氣和水氣，老化、漏電，不利于進(jìn)行重復(fù)使用的水洗過程。針對(duì)上述問題，本發(fā)明人經(jīng)過不斷的研究、實(shí)驗(yàn)，提出如下解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就在于克服目前同類產(chǎn)品的不足，提供一種可提高捕集效果，并且使用安全、操作簡(jiǎn)單的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案為該過濾器包括外框和封裝于外框內(nèi)的主體，所述的主體由多層孔板疊加構(gòu)成，其中孔板一體成型有供氣體通過的陣列直線或曲線孔洞，所述孔板中的孔洞的上壁與下壁為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上壁與下壁上分布有左右對(duì)稱的翅片，于每層孔板的上下表面設(shè)置有施加高壓電場(chǎng)的密閉導(dǎo)電膜；用于施加高壓電場(chǎng)的高壓電源被封閉于外框內(nèi)部，通過置于外框的外部觸點(diǎn)對(duì)其低壓供電。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述孔板采用添加駐極體材料和負(fù)離子發(fā)生材料、磁性材料的塑膠微發(fā)泡射出成型，且所述孔板所采用的材料內(nèi)添加有a)以氮?dú)鉃槲l(fā)泡氣體的微孔發(fā)泡劑，微孔發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為0. 1 10%，并在注塑拉伸作用下形成透鏡型或紡錘形微氣泡；b)添加可增強(qiáng)駐極效果和延長(zhǎng)電荷存儲(chǔ)時(shí)間的第一添加劑，該第一添加劑包括歧化松香、PVDF, PTFE、硬脂酸鈣、巴西棕櫚酸鋁、鐵電體材料的一種或幾種組合，添加的質(zhì)量比例0 20% ；c)添加具有天然駐極體特性和負(fù)離子發(fā)射特性的第二添加劑，包括電氣石粉體或電氣石與鑭系稀土的混合物，質(zhì)量比例0 15% ；d)添加采用磁性粉體材料的第三添加劑，包括Fe304為主的染料，鐵氧體材料、釹鐵硼可外部磁化的材料，添加質(zhì)量比例0. 1 5%。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的密閉導(dǎo)電膜采用通過粘結(jié)、熱合、超聲方式進(jìn)行復(fù)合形成“膜-電極-膜”復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中電極通過印刷或真空鍍膜的方式并以設(shè)定的圖案在其中一層膜上形成。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述膜為薄膜、孔洞膜、微孔膜，其采用PP、PE、PET、 PTFE中任意材料制成；所述電極采用a)低電阻的自愈合真空鍍鋁膜，電阻0. 1 100Ω/ m;b)高電阻可印刷膜，其采用金屬氧化物、碳、高分子導(dǎo)電材料與粘結(jié)材料構(gòu)成，電阻為 10E8 10E11 Ω/m ；其中，所述的高電阻的電極以設(shè)定圖案的方式印刷的，圖案為分布有線條邊緣和尖銳芒刺的魚骨型圖案，其電極部分的覆蓋率為10% 90%。
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進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的主體中孔板的疊加順序?yàn)榭装?低電位的膜電極-孔板-高電位的膜電極-孔板，其中膜電極中的電極邊緣到孔板的邊緣預(yù)留0.5 1. 5mm/Kv的安全距離，孔板的駐極符號(hào)極性與電極電位對(duì)應(yīng)，相鄰兩孔板采用交錯(cuò)疊加，交錯(cuò)角度1 30度。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，于主體設(shè)置有一個(gè)或數(shù)個(gè)具有內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射電極的負(fù)離子孔板，該負(fù)離子孔板的孔洞中內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射電極，并且負(fù)離子孔板的孔洞為對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)，在靠近端口的位置安裝由金屬W、Mo、不銹鋼材質(zhì)構(gòu)成的針狀、芒刺裝或使用導(dǎo)電碳纖維制成的絲狀毛刷發(fā)射電極，該發(fā)射電極距離端口出1.0 1.5mm/KV距離。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的兩相鄰孔板之間采用熱熔膠、粘合劑粘接， 且兩相鄰孔板的邊緣使用熱熔融合粘結(jié)，形成封閉邊緣。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的高壓電源安裝在主體非進(jìn)、出風(fēng)面任意一側(cè)，其中高壓電源的輸出端分別與每一個(gè)電極膜的高低電位端通過匯集線相連接，高壓電源的負(fù)高壓端與負(fù)離子孔板內(nèi)的負(fù)離子發(fā)射電極相連接。進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述的外框采用塑膠或金屬材料，其通過灌裝方式對(duì)主體及高壓電源進(jìn)行整體封裝，即在外框與主體之間形成有封裝層，外框上安裝有向高壓電源供電的插座或觸點(diǎn)。為進(jìn)一步提高上述技術(shù)方案中一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器的集成效果，本發(fā)明同時(shí)采用了以下的駐極處理工藝，該駐極處理包括以下三個(gè)工藝步驟一、孔板采用注塑機(jī)一次注塑成形，同時(shí)在注塑過程中對(duì)孔板進(jìn)行材料的駐極和磁化，該過程包括a)在射出模具的出口和冷卻段的入口空間進(jìn)行正電暈或負(fù)電暈一次駐極，使用包括針板、線板、線線、針-介質(zhì)阻擋板、線-介質(zhì)阻擋版的方式，駐極電壓差為 10 50Kv ；b)在冷卻段與牽引段中間，采用針板、線板、線線電極結(jié)構(gòu)但與a步驟中極性相反的電暈二次駐極，駐極電壓差為5 30Kv ；c)在切割裝置前端，使用同a步驟相同電極機(jī)構(gòu)、相同極性的電暈進(jìn)行三次駐極，駐極電壓差為20 70Kv ；d)在進(jìn)行三次駐極的電暈裝置與切割裝置之間設(shè)置有磁化機(jī)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 1 IOT ；二、對(duì)密閉導(dǎo)電膜的駐極處理；將將密閉后的膜電極中的導(dǎo)電膜接入高壓電源，通過由加熱區(qū)、冷卻區(qū)構(gòu)成的電場(chǎng)進(jìn)行連續(xù)駐極處理；三、該過濾器整體灌封后，通過駐極裝置進(jìn)行整體駐極處理，其包括以下步驟首先，通過觸點(diǎn)或插座，向過濾器供電，并且在保持供電的狀態(tài)下后續(xù)步驟；其次，采用蒸汽或熱空氣對(duì)過濾器進(jìn)行加熱，加熱至70 100攝氏度，并保持0 30min ；然后，使用加熱器將過濾器處于60 80攝氏度溫度下保溫0 60min ；最后，使用空氣或制冷的空氣迅速吹過過濾器中孔板的孔洞，使其冷卻，并保持1 20min。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，其提出了一種一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器 (Uni-ESP)。相對(duì)于目前的同類產(chǎn)品，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、孔板的矩形孔洞的上、下孔壁采用非對(duì)稱設(shè)計(jì)，上面分布有翅片結(jié)構(gòu)。非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的使用，增大了孔洞的內(nèi)表面積，縮短了內(nèi)表面壁之間的距離，使得顆粒物可以在更短的行程內(nèi)與內(nèi)壁接觸進(jìn)而被捕集，可以使用盡可能短的孔洞長(zhǎng)度，達(dá)到高的捕集效能。2、非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的使用，使內(nèi)部電場(chǎng)分布不對(duì)稱，可以有效捕集未荷電或不易荷電的顆粒物。
3、在本發(fā)明中，還可制作具有曲線結(jié)構(gòu)的孔洞結(jié)構(gòu)陣列，當(dāng)帶有顆粒物的氣體通過時(shí)，顆粒物更容易與孔壁接觸，進(jìn)而被捕集。4、可在構(gòu)成孔壁和翅片的塑料材料中加入可增強(qiáng)駐極效果和延長(zhǎng)電荷存儲(chǔ)時(shí)間的添加劑，使通過本發(fā)明的顆粒物帶電，進(jìn)一步提高集塵效果。5、本發(fā)明可內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射裝置，在氣流作用下，發(fā)生負(fù)離子被擴(kuò)散到空氣中， 使顆粒物帶電，進(jìn)一步提高集塵效果。6、本發(fā)明還可以在構(gòu)成孔板的塑料材料中加入磁性材料，經(jīng)外部磁化形成上下分布的磁場(chǎng)，帶電顆粒在磁場(chǎng)作用下受到洛侖茲力作用向左右發(fā)生軌跡偏移，最終被捕集到孔洞的左右內(nèi)壁表面。這樣一來(lái)，本發(fā)明同時(shí)使用了電場(chǎng)偏移和磁場(chǎng)偏移技術(shù)，提高了顆粒物捕集效率，有效利用了孔璧的各個(gè)表面，增大了容塵量。另外，本發(fā)明為進(jìn)一步增強(qiáng)集塵效果，針對(duì)一般的塑料材料的駐極效果較差和駐極電荷保持時(shí)間較短給出了解決方案，其提出了一種駐極處理工藝，該駐極處理工藝是將所使用的孔板材料在注塑過程中直接駐極充電和過濾器整體充電，進(jìn)一步提升駐極效果。 該駐極處理工藝中采用對(duì)孔板的組合駐極充電和磁化技術(shù)，采取此方式，可以獲得最大的深層電荷捕集，得到電壓高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的駐極體材料，同時(shí)獲得均勻的磁場(chǎng)分布。本發(fā)明還實(shí)施了一種在組裝成一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器后進(jìn)行整體駐極的方法，以使得一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器獲得更佳的性能。為獲得更強(qiáng)的電場(chǎng)并使使用更具安全性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種三層結(jié)構(gòu)的密閉導(dǎo)電膜。本發(fā)明中設(shè)計(jì)形成的膜結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)電膜獲得了充分的絕緣和保護(hù)，有效防止了使用過程中和因清洗造成的水進(jìn)入而導(dǎo)致的絕緣問題，同時(shí)保護(hù)導(dǎo)電膜在使用過程中不易發(fā)生因老化導(dǎo)致的電阻值變化和斷裂。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一體化的結(jié)構(gòu)，將高低電位的電極分別匯流后，接入位于非進(jìn)、出風(fēng)面任意一側(cè)安裝的高壓電源，然后，使用塑膠或金屬外框通過密封膠灌封的方式，形成一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，在外框上，安裝有用于向變壓器供電的觸點(diǎn)或插座，形成一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器(Uni-ESP)。


圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中孔板的孔洞結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明中孔板在生產(chǎn)線進(jìn)行靜電駐極的示意圖；圖4是本發(fā)明密閉導(dǎo)電膜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明密閉導(dǎo)電膜中電極圖案示意圖；圖6是本發(fā)明密閉導(dǎo)電膜的駐極處理示意圖；圖7是本發(fā)明的電路連接示意圖；圖8是本發(fā)明的負(fù)離子孔板的示意圖；圖9是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)駐極工藝示意圖；圖10是帶電粒子在本發(fā)明孔洞磁場(chǎng)中偏移軌跡的示意圖；圖Ila-Ilc是本發(fā)明其他實(shí)施例的孔板內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是本發(fā)明中采用曲線孔洞結(jié)構(gòu)實(shí)施例的孔板示意圖13是本發(fā)明測(cè)試裝置示意圖；圖14是本發(fā)明實(shí)施例19的CADR變化趨勢(shì)圖；圖15是本發(fā)明實(shí)施例20的表面電位變化趨勢(shì)圖；圖16是本發(fā)明實(shí)施例1-18測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表；圖17是本發(fā)明實(shí)施例19測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表；圖18是本發(fā)明實(shí)施例20測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表；
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本發(fā)明是用于靜電集塵式空氣凈化設(shè)備的靜電集塵過濾器，見圖1所示，該過濾器包括作為集塵裝置的主體1和用于封裝主體1的外框3構(gòu)成，其中主體1由多層疊加的孔板10和位于孔板10之間的密閉導(dǎo)電膜20構(gòu)成。所述孔板10可采用PP (聚丙烯)、PE (聚乙烯)、PC (聚碳酸酯)、PVC (聚氯乙烯)、 PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)等具有駐極性能的材料射出成形。同吋，可在其中添加駐極體材料和負(fù)離子發(fā)生材料、磁性材料的塑膠微發(fā)泡材料。結(jié)合圖2，孔板10 —體成型有供氣體通過的陣列直線孔洞110，本實(shí)施例中采用平行孔洞110陣列結(jié)構(gòu)，孔洞110 的截面被設(shè)計(jì)成矩形，且上、下壁111、112不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，即在上壁111與下壁112上分布有左右対稱的翅片113。見圖Ila-Ilc所示，本實(shí)施例中翅片113的結(jié)構(gòu)可采用各種形式，如單邊形成柱狀翅片113(圖Ila所示)；上下孔壁111、112分別形成交錯(cuò)的楔形翅片113(圖lib所示)； 上下孔壁111、112分別形成交錯(cuò)的柱形翅片113(圖Ilc所示)。另外，見圖12所示，孔洞110不但可采用直線型，其也可采用曲線型。本實(shí)施例及在后的實(shí)施例中，使用此結(jié)構(gòu)的孔板，參數(shù)如下材料PP材料，等規(guī)度> 95%，比重0. 9g/cm3厚度3_重量290-320g/m2孔洞截面矩形，寬度5mm翅片高度1mm，底部厚度0. 5mm,頂部0. Imm翅片分布上壁1片；下部2片。以此為基礎(chǔ)，通過添加不同的成分和處理工藝，構(gòu)成實(shí)施例中的孔板10，其他材料或成份的添加過程，采用注塑行業(yè)通用的公知技術(shù)和方法?？装?0采用射出成型，成型后經(jīng)過冷卻，孔板10將被分切成寬度60mm，長(zhǎng)度 550mm矩形片狀材料。參見圖4所示，密閉導(dǎo)電膜20采用的是膜210-電極220-膜210復(fù)合結(jié)構(gòu)。膜 210使用PP、PE、PET(聚對(duì)苯ニ甲酸乙ニ醇酯)、PTFE等材料制成的薄膜、孔洞膜、微孔膜； 電極220通過印刷或真空鍍膜以設(shè)定的圖案方式在其中一層膜上形成，通過粘結(jié)、熱合、超聲等方式進(jìn)行復(fù)合，形成膜-電扱-膜結(jié)構(gòu)。具體制作方法可采用采用寬度50mm、厚度 50um的PP膜作為密閉導(dǎo)電膜20的膜210材料，在其上印刷寬度40mm、長(zhǎng)度方向的阻值為 200 500ΜΩ/πι導(dǎo)電油墨，作為電極220。使用25um的PP材料膜作為覆膜，通過熱復(fù)合的方式形成密閉導(dǎo)電膜20。見圖6所示，密閉導(dǎo)電膜20制作完成后，可對(duì)其進(jìn)行的駐極處理， 以提高本發(fā)明過濾器的性能，具體操作過程是將密閉導(dǎo)電膜20中的電極220接入高壓電源231，通過由加熱區(qū)232、冷卻區(qū)233構(gòu)成的電場(chǎng)230進(jìn)行連續(xù)駐極處理。其中，高壓電源 231為20KV。駐極處理的時(shí)間為在通電狀態(tài)下于90°C處理5min，常溫處理lOmin。本發(fā)明中，電極220還可采用a、低電阻的自愈合真空鍍鋁膜，電阻0. 1 100 Ω/m。采用這種材料的有益之處在于如果發(fā)生極間高壓打火，擊穿點(diǎn)的鋁膜將被迅速蒸發(fā)，打火點(diǎn)因?qū)w消失而放電中止，打火現(xiàn)象被中止。隨后，在蒸發(fā)點(diǎn)逐漸愈合，形成阻抗更高的導(dǎo)電膜，恢復(fù)電極在Uni-ESP的所需性能b、高電阻可印刷膜，其采用金屬氧化物、碳、高分子導(dǎo)電材料與粘結(jié)材料構(gòu)成，電阻為10E7 ΙΟΕΙΟΩ/m。采用這種材料的有益之處在干，其導(dǎo)電方式為耗散型導(dǎo)電，如果發(fā)生極間高壓打火，打火點(diǎn)因電子消耗殆盡而放電中止，打火現(xiàn)象被中止，不會(huì)發(fā)生持續(xù)的局部電弧放電和高溫，保證了使用安全。另外，所述的高電阻的電極以設(shè)定圖案的方式印刷的，見圖5所示，該電極220 的圖案為分布有線條邊緣和尖鋭芒刺的魚骨型圖案221，其電極部分的覆蓋率為10% 90%。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的魚骨型圖案221電極結(jié)構(gòu)，有益之處在于尖端和邊緣可以提升電場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)ー步的，電極20與孔板10外壁之間的微小空隙，可以形成電勢(shì)陷阱結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)孔板的電荷駐極性能。由上所述可以看出，本發(fā)明采用ー種三層結(jié)構(gòu)的密閉導(dǎo)電膜20，采用這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使作為電極220的導(dǎo)電膜獲得了充分的絕緣和保護(hù)，有效防止了使用過程中和因清洗造成的水進(jìn)入而導(dǎo)致的絕緣問題，同時(shí)保護(hù)電極220在使用過程中不易發(fā)生因老化導(dǎo)致的電阻值變化和斷裂。使用密閉導(dǎo)電膜20的另一有益之處在干，因其高絕緣性，進(jìn)ー步防止了因孔板注塑缺陷可能導(dǎo)致的電極間打火。所述的密閉導(dǎo)電膜20位于孔板10的上下表面，用于施加高壓電場(chǎng)。對(duì)密閉導(dǎo)電膜20供電的高壓電源40被封閉于外框3內(nèi)部，通過置于外框3的外部觸點(diǎn)41對(duì)其低壓供電。該高壓電源40安裝在主體1非進(jìn)、出風(fēng)面任意ー側(cè)。本發(fā)明中供電的高壓電源40可以使用常規(guī)的高壓電源，特別優(yōu)選的使用壓電陶瓷變壓器電源。使用壓電陶瓷變壓器高壓電源的有益之處在于，它可以更好的匹配本發(fā)明 Uni-ESP的負(fù)載特性，同時(shí)具有體積小、效率高、無(wú)電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。具體到本實(shí)施例，高壓電源40使用功率為2瓦的陶瓷變壓器電源，輸出高壓可以通過輸入電壓在6 12KV的范圍內(nèi)調(diào)整。外框3采用塑膠或金屬材料，其通過灌裝方式對(duì)主體1及高壓電源40進(jìn)行整體封裝，即在外框3與主體1之間形成有封裝層2，外框3上安裝有向高壓電源40供電的插座或觸點(diǎn)41。本實(shí)施例中，孔板10采用PP純料直接射出成型，分切后，與預(yù)制的密閉導(dǎo)電膜20 進(jìn)行交錯(cuò)疊加，形成49片M對(duì)電極結(jié)構(gòu)，厚度約為150mm。相鄰兩孔板10采用重合疊加。 當(dāng)然，其也可以采用相鄰兩孔板10交錯(cuò)疊加，交錯(cuò)角度1 30度，交錯(cuò)疊加的好處在于相鄰兩孔板10的孔洞110通道方向不同，這樣可以進(jìn)一歩將各個(gè)不同方向進(jìn)入孔洞110內(nèi)的顆粒物捕集。
見圖7所示，所述的主體1中孔板10的疊加順序?yàn)榭装?0-低電位的密閉導(dǎo)電膜20-孔板10-高電位的密閉導(dǎo)電膜20-孔板10，其中密閉導(dǎo)電膜20中的電極220邊緣到孔板10的邊緣預(yù)留0. 5 1. 5mm/Kv的安全距離，孔板10的駐極符號(hào)極性與電極電位對(duì)應(yīng)?？装?0疊加后形成的主體1在通風(fēng)面使用熱熔方式進(jìn)行層間粘結(jié)，令兩相鄰孔板 10的邊緣形成封閉邊緣50。具體可采用的方式包括使用火焰、表面超聲、摩擦、熱絲切割等方式，熱熔融合的優(yōu)選方式之一是熱絲切割。熱熔融合有益之處在干，可以獲得牢固、美觀的融合面，克服了 PP材料難以粘結(jié)的問題。另外，在兩相鄰孔板10之間采用熱熔膠、粘合劑粘接。這樣ー來(lái)密閉導(dǎo)電膜20就被完全封閉在兩孔板10之間，可徹底防止外部水的侵入，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的便于沖洗的功能。高、低電位的密閉導(dǎo)電膜20的電極分別通過采用導(dǎo)電膠構(gòu)成的電源匯集線60與金屬片匯接，再與高壓電源40連接，高壓電源40的輸出設(shè)定為10KV。下面對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試儀器和方法EST102振動(dòng)式表面靜電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試儀；ANSI AHAM AC-I 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試倉(cāng)；TSI8530顆粒物分析儀；香煙煙霧發(fā)生器；功率計(jì)(毫瓦級(jí))；API400E (IZS)臭氧分析儀(0. Ippb 分辨率)；測(cè)試裝置參見圖13，該測(cè)試裝置包括外接電源7、以及能夠?yàn)镃ADR(潔凈空氣輸出量值)測(cè)試提供MOcfm通過風(fēng)量的風(fēng)機(jī)5和風(fēng)道6。在進(jìn)行臭氧測(cè)試時(shí)提供50cfm通過風(fēng)量。CADR測(cè)試方法ANSI AHAN AC-I標(biāo)準(zhǔn)，香煙煙霧法；臭氧濃度測(cè)試方法UL_867標(biāo)準(zhǔn)；表面電位測(cè)試方法距離100mm，20KV檔，多點(diǎn)平均值。見圖13，將制作的本實(shí)施例安裝在MOcmf流量的測(cè)試風(fēng)道6上，放入測(cè)試艙，測(cè)試香煙煙霧的CADR值，同時(shí)檢測(cè)高壓電源的輸入功率、風(fēng)機(jī)電機(jī)的輸入功率，計(jì)算CADR值與風(fēng)機(jī)電機(jī)輸入功率的能效比值。在輸入電壓10KV，50cmf的風(fēng)量的測(cè)試風(fēng)道上，測(cè)試24h臭氧發(fā)生峰值。測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例2與實(shí)施例1不同的是，在孔板10射出成型的流程上，進(jìn)行在線駐極極化。參見圖3所示，孔板10采用注塑機(jī)一次注塑成形，同時(shí)在注塑過程中對(duì)孔板10進(jìn)行材料的駐極和磁化，該過程包括a、在射出模具12的出口 1201和冷卻段1202的入口空間進(jìn)行正電暈或負(fù)電暈一次駐極121，使用包括針板、線板、線線、針-介質(zhì)阻擋板、線-介質(zhì)阻擋版的方式，駐極電壓差為10 50Kv ；b、在冷卻段1202與牽引段1203中間，采用針板、線板、線線電極結(jié)構(gòu)但與a步驟中極性相反的電暈二次駐極122，駐極電壓差為5 30Kv ；C、在切割裝置1204前端，使用同a步驟相同電極機(jī)構(gòu)、相同極性的電暈進(jìn)行三次。本實(shí)施例2采用的駐極極化的參數(shù)如下一次駐極位于模具的出口 1201 放電針(正扱)+介質(zhì)絕緣板(負(fù)極)，電壓差 50KV。二次駐極位于生產(chǎn)線中部(即冷卻段1202與牽引段1203)線線式，極性與一次駐極相反，電壓差30KV ；三次駐極生產(chǎn)線后部(切割裝置1204前端)放電針(正扱)+介質(zhì)絕緣板(負(fù)極)，正極電壓20KV，負(fù)極電壓40KV。以后部駐極極化的電極位置對(duì)應(yīng)面，標(biāo)準(zhǔn)孔板的駐極極性符號(hào)，正極方向標(biāo)注“ + ” 號(hào)，負(fù)極方向標(biāo)準(zhǔn)“-”號(hào)將駐極后的孔板10分切成疊片尺寸，任意取三片沿中間壁分切，放置ー小時(shí)后， 分別放置于表面電場(chǎng)測(cè)試臺(tái)上，測(cè)試左中右三點(diǎn)的表面靜電電壓，數(shù)據(jù)取平均值，見圖16 所示。按實(shí)施列2的方式制作過濾器，所不同的是孔板的“ + ”標(biāo)注面與高電位密閉導(dǎo)電膜對(duì)應(yīng)，反之亦然。進(jìn)行CADR和臭氧測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖16所示。實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的是，孔板10采用了發(fā)泡エ藝。見圖2所示，孔板10采用的材料內(nèi)添加有以氮?dú)鉃槲l(fā)泡氣體的微孔發(fā)泡劑， 發(fā)泡比例為0. 1 10%，并在注塑拉伸作用下形成透鏡型或紡錘形微氣泡102。本實(shí)施例 3采用注塑行業(yè)公知的エ藝技木，在PP原料中混入0. 2%的偶氮類微發(fā)泡劑，進(jìn)行發(fā)泡注塑。形成的孔板10發(fā)泡量5%，直徑5-20um，泡體在拉伸作用下形成橢球形或透鏡形微氣泡102，孔板10厚度約為3. 1mm。本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，以適當(dāng)方式在孔板10的塑料材料中分布有微氣泡，形成PP孔洞膜(Cellular PP)材料，在通過適當(dāng)?shù)姆绞匠潆姾?，形成的宏觀偶極子，具有目前已知材料中最強(qiáng)的靜電駐極性能。本實(shí)施例所產(chǎn)生的好處在于對(duì)孔板10進(jìn)行發(fā)泡處理，發(fā)泡在孔壁上形成微凸起，進(jìn)ー步増大了孔壁的比表面積，有利于顆粒物的收集。使用發(fā)泡技木，可以減少塑料材料的使用量，符合環(huán)保需求，減輕本發(fā)明的整體重量。其他步驟與實(shí)施例1相同，將制作的過濾器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例4本實(shí)施例是在實(shí)施例3的エ藝條件基礎(chǔ)上，以實(shí)施例2的參數(shù)進(jìn)行靜電駐扱。艮ロ， 本實(shí)施例中的孔板10采用了發(fā)泡材料，同時(shí)在射出成型過程中進(jìn)行了在線靜電駐極エ藝。 測(cè)量本實(shí)施例4中孔板10表面電位，并對(duì)其制作過濾器進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例5以實(shí)施例4的方式制作過濾器，測(cè)試CADR值時(shí)，高壓電源不供電。對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行測(cè)試可以發(fā)現(xiàn)，本實(shí)施例即便在非供電狀態(tài)，仍具有一定的集塵效果。測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例6本實(shí)施例是在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，在孔板10的制作材料中添加可增強(qiáng)駐極效果和延長(zhǎng)電荷存儲(chǔ)時(shí)間的第一添加劑103，見圖1所示。該第一添加劑103包括歧化松香、 PVDF, PTFE、硬脂酸鈣、巴西棕櫚酸鋁、鐵電體材料的ー種或幾種組合，該第一添加劑103的
11添加質(zhì)量比例0 20%。具體而言，本實(shí)施例6是將粒徑5um的鈦酸鋇陶瓷粉體和歧化改性松香加入到孔板10的主材料PP材料中，通過螺桿擠出機(jī)造粒形成母料，再將母粒、微孔發(fā)泡劑與PP原料混合，在注塑機(jī)上射出成型，成型孔板的微孔發(fā)泡劑、第一添加劑103成分的質(zhì)量比例為微發(fā)泡劑0.2%鈦酸鋇陶瓷粉體2%歧化改性松香以實(shí)施例2的駐極參數(shù)在線駐極，測(cè)量表面電位，制成過濾器，測(cè)試CADR和臭氧量。測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例7在實(shí)施例6的基礎(chǔ)上，添加具有天然駐極體特性和負(fù)離子發(fā)射特性的第二添加劑 104，參見圖1。該第二添加劑104包括電氣石粉體或電氣石與鑭系稀土的混合物，該第二添加劑104的添加質(zhì)量比例0 15%。具體本實(shí)施例中，所添加的第二添加劑104為4% 的電氣石微分，粒徑10um。將本實(shí)施例以實(shí)施例2的駐極參數(shù)在線駐極，測(cè)量表面電位，制成過濾器，測(cè)試 CADR和臭氧量。測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例8在實(shí)施例7的基礎(chǔ)上，進(jìn)ー步添加采用磁性粉體材料的第三添加劑105，見圖1所示。該第三添加劑105包括Fe304為主的染料，鐵氧體材料、釹鐵硼可外部磁化的材料，其添加質(zhì)量比例0. 1 5%。具體本實(shí)施例中，在母粒制作的過程中，同時(shí)加入0. 3%粒徑100 200nm分布的 !^304粉體。參見圖3，在孔板10的射出生產(chǎn)線的末端，在進(jìn)行三次駐極123的電暈裝置與切割裝置1204之間設(shè)置有磁化機(jī)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度0. 1 10T，本實(shí)施例采用的磁極化強(qiáng)度為 0.2T。通過對(duì)置與孔板10上下的磁極進(jìn)行磁化。見圖2、10所示，本實(shí)施例中，在孔板10 形成孔洞110的塑料材料中加入了磁性材料，經(jīng)外部磁化形成上下分布的磁場(chǎng)100，帶電顆粒51、52在磁場(chǎng)作用下受到洛侖茲力作用向左右發(fā)生軌跡偏移，最終被捕集到孔洞的左右內(nèi)壁114表面。本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上實(shí)施了ー種PP孔板的組合駐極充電和磁化技木， 即在注塑模具出口處，進(jìn)行熱態(tài)靜電駐扱，在冷卻后，進(jìn)行反向充電，隨后再進(jìn)行靜電駐扱， 最后進(jìn)行充磁。采取此方式，可以獲得最大的深層電荷捕集，得到電壓高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的駐極體材料，同時(shí)獲得均勻的磁場(chǎng)分布。以實(shí)施例2的駐極參數(shù)在線駐極，測(cè)量表面電位，制成過濾器，測(cè)試CADR和臭氧里。實(shí)施洌9實(shí)施例8的對(duì)比例，不對(duì)孔板進(jìn)行磁化。測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施例10制作過程同實(shí)施例8，不同的是，將密閉電極膜20的電極220膜覆蓋區(qū)域置換成無(wú)圖案全覆蓋的膜電極結(jié)構(gòu)，即本實(shí)施例中電極220沒有采用實(shí)施例1中所述的魚骨型圖案 221。對(duì)本實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果見圖16。
實(shí)施例11在實(shí)施例8的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例設(shè)置了負(fù)離子發(fā)射電扱。結(jié)合圖1、8所示，本實(shí)施例的主體1中設(shè)置有ー個(gè)或數(shù)個(gè)具有內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射電極的負(fù)離子孔板30，該負(fù)離子孔板 30的孔洞31中內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射電扱，并且負(fù)離子孔板30的孔洞31為對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)，在靠近端ロ的位置安裝由金屬W、Mo、不銹鋼材質(zhì)構(gòu)成的針狀、芒刺裝或使用導(dǎo)電碳纖維制成的絲狀毛刷發(fā)射電極310，該發(fā)射電極310距離端ロ出1. 0 1. 5mm/KV距離。具體到本實(shí)施例，其采用的是于主體1的最頂層加入ー層內(nèi)置的負(fù)離子發(fā)射電極的負(fù)離子孔板30，其發(fā)射電極310采用的是使用導(dǎo)電纖維，長(zhǎng)度1. 5mm，置于每ー個(gè)孔洞31 出風(fēng)ー側(cè)內(nèi)部5mm處，與高壓電源40的負(fù)極連接。本實(shí)施例是在主體1的一層孔板中內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射裝置，在氣流作用下，產(chǎn)生的負(fù)離子被擴(kuò)散到空氣中，使顆粒物帶電，以進(jìn)ー步提高集塵效果。對(duì)本實(shí)施例的測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施列12將實(shí)施例6制作的Uni-ESP進(jìn)行整體駐極極化，方法如下結(jié)合圖9所示，按照實(shí)施例6的エ藝制作濾器，并進(jìn)行整體封裝后，通過駐極裝置 120進(jìn)行整體駐極處理，其包括以下步驟首先，通過觸點(diǎn)41或插座，向本實(shí)施例過濾器主體1供電，并且在保持供電的狀態(tài)下后續(xù)步驟；其次，采用蒸汽121或熱空氣對(duì)過濾器進(jìn)行加熱，加熱至70 100攝氏度，并保持 0 30min ；然后，使用加熱器122將過濾器處于60 80攝氏度溫度下保溫0 60min ；最后，使用空氣或制冷的空氣123迅速吹過過濾器中孔板10的孔洞110，使其冷卻，并保持1 20min。上述駐極過程中，具體采用的方法及參數(shù)為接通外部供電電源為DC_12V，加熱器122設(shè)定溫度為80°C，將本實(shí)施例放入該恒溫箱內(nèi)，向恒溫箱內(nèi)通入由純水產(chǎn)生的蒸汽121，蒸汽121將冷凝于孔板10的孔洞110內(nèi)壁，持續(xù)時(shí)間5分鐘，停止蒸汽，繼續(xù)用加熱器122保溫烘干約10分鐘；將從烘箱內(nèi)取出，使用室溫環(huán)境的空氣沿孔洞方向吹掃，空氣流量10 800立方米/小吋，持續(xù)時(shí)間約5分鐘。 斷開外部供電電源，得到最終的產(chǎn)品。本實(shí)施例采用了對(duì)一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器進(jìn)行整體駐極的方法，將其接入高低電位(高壓電源開啟)的情況下，進(jìn)行加熱-保持-快速冷卻的流程，以使得一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器獲得更佳的性能。同吋，通過整體駐極過程中可以對(duì)密封、耐溫度變化、絕緣、電源性能進(jìn)行測(cè)試，以發(fā)現(xiàn)并剔除エ藝不良品。將整體駐極極化后的過濾器安裝到測(cè)試風(fēng)道上，進(jìn)行CADR與臭氧測(cè)試。測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施列13將實(shí)施例7制作的過濾器進(jìn)行整體駐極極化。即將實(shí)施例7的過濾器以實(shí)施例12 的方式進(jìn)行整體駐極極化。對(duì)其進(jìn)行CADR和臭氧測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施列14
將實(shí)施例8制作的過濾器進(jìn)行整體駐極極化。即將實(shí)施例8的過濾器以實(shí)施例12 的方式進(jìn)行整體駐極極化。對(duì)其進(jìn)行CADR和臭氧測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施列15將實(shí)施例11制作的過濾器進(jìn)行整體駐極極化。即將實(shí)施例11的過濾器以實(shí)施例 12的方式進(jìn)行整體駐極極化。對(duì)其進(jìn)行CADR和臭氧測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見圖16。實(shí)施列16在實(shí)施例8制作的過濾器測(cè)試過程中，將高壓電源的供電電壓調(diào)整到6KV。實(shí)施列17在實(shí)施例8制作的過濾器測(cè)試過程中，將高壓電源的供電電壓調(diào)整到8KV。實(shí)施列18在實(shí)施例8制作的過濾器測(cè)試過程中，將高壓電源的供電電壓調(diào)整到12KV。實(shí)施例19將實(shí)施例14的過濾器置于80°C熱水中浸泡10分鐘，取出后甩出空洞內(nèi)多余的水份，在室溫通風(fēng)處放置1小時(shí)，進(jìn)行CADR測(cè)試，見圖14。每天重復(fù)一次測(cè)試，連續(xù)進(jìn)行10 次。測(cè)試數(shù)據(jù)見圖17。數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的實(shí)施的添加劑和駐極方法、結(jié)構(gòu)密封設(shè)計(jì)，在溫度適應(yīng)、水密封性能方面，表現(xiàn)出了預(yù)想的性能。實(shí)施列20將實(shí)施例2、4、6、7、8、9中中間分切并用于測(cè)試表面電壓的孔板極片，置于室溫環(huán)境，每間隔6小時(shí)測(cè)試一次表面電壓，連續(xù)測(cè)試12次(72小時(shí))。測(cè)試數(shù)據(jù)參見圖15、18。 數(shù)據(jù)表明，使用本發(fā)明的添加劑和駐極方式方式可以獲得持久的電荷存儲(chǔ)。綜合以上所述，本發(fā)明提出了ー種一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器(Uni-ESP)。我們知道，帶電的顆粒物在電場(chǎng)中運(yùn)行時(shí)，會(huì)受到庫(kù)倫カ的作用軌跡發(fā)生偏移，在磁場(chǎng)中運(yùn)行吋，會(huì)受到洛侖茲カ發(fā)生軌跡偏移，其所受到的作用力與電場(chǎng)、磁場(chǎng)的強(qiáng)度成正比。靜電式集塵結(jié)構(gòu)的工作方式有兩個(gè)重要的因素顆粒物荷電、偏移力。針對(duì)這兩個(gè)重要因素，本發(fā)明給出了對(duì)應(yīng)的解決方案?！?、對(duì)于顆粒物的荷電，本發(fā)明使用了三種解決的方法1)孔板10的矩形孔洞的上111、下孔壁112(敷設(shè)電極220的一面)被設(shè)計(jì)成非対稱的，上面分布有翅片113結(jié)構(gòu)，上下內(nèi)壁的翅片數(shù)量不相等，翅片的頂部(相對(duì)于同孔洞110內(nèi)壁連接的根部)是小曲率半徑的結(jié)構(gòu)。在內(nèi)部電場(chǎng)作用下，小曲率半徑的頂部會(huì)發(fā)射電子形成電暈區(qū)，使得進(jìn)入的顆粒物荷電。具體見實(shí)施例1。2)構(gòu)成孔壁和翅片的塑料材料中加入了可增強(qiáng)駐極效果和延長(zhǎng)電荷存儲(chǔ)時(shí)間的添加剤，如電氣石材料，這種材料具有天然負(fù)離子發(fā)射能力的材料，其產(chǎn)生的羥基負(fù)離子、 氧負(fù)離子可將所攜帯的電荷傳遞給顆粒物或與顆粒物吸附，進(jìn)而使顆粒物帶電。具體見實(shí)施例7。3)內(nèi)置式的負(fù)離子發(fā)射裝置，在氣流作用下，發(fā)生負(fù)離子被擴(kuò)散到空氣中，使顆粒物帶電。具體見實(shí)施例11。ニ、對(duì)于偏移力，在本發(fā)明中，對(duì)帶電的顆粒物提供了兩種偏移力1)電場(chǎng)偏移，由高低電位的電極提供的電場(chǎng)以及駐極體效應(yīng)電場(chǎng)，使得帶點(diǎn)的顆粒物受到庫(kù)倫カ的作用，發(fā)生運(yùn)行軌跡偏移，最終被捕集于上、下內(nèi)壁111、112表面。
2)磁場(chǎng)偏移，形成孔洞110的塑料材料中加入了磁性材料，經(jīng)外部磁化形成上下分布的磁場(chǎng)，帶電顆粒在磁場(chǎng)作用下受到洛侖茲力作用向左右發(fā)生軌跡偏移，最終被捕集到孔洞的左右內(nèi)壁表面。具體見實(shí)施例8。本發(fā)明同時(shí)使用了電場(chǎng)偏移和磁場(chǎng)偏移技術(shù)，提高了顆粒物捕集效率，有效利用了孔璧的各個(gè)表面，増大了容塵量。本發(fā)明使用的非対稱結(jié)構(gòu)孔洞110，還可帶來(lái)如下益處1)非対稱結(jié)構(gòu)的使用，増大了孔洞110的內(nèi)表面積，縮短了內(nèi)表面壁之間的距離， 使得顆粒物可以在更短的行程內(nèi)與內(nèi)壁接觸進(jìn)而被捕集，可以使用盡可能短的孔洞長(zhǎng)度， 達(dá)到高的捕集效能。2)非対稱結(jié)構(gòu)的使用，使內(nèi)部電場(chǎng)分布不對(duì)稱，可以有效捕集未荷電或不易荷電的顆粒物。3)在本發(fā)明中，還可制作具有曲線結(jié)構(gòu)的孔洞結(jié)構(gòu)陣列，當(dāng)帶有顆粒物的氣體通過時(shí)，顆粒物更容易與孔壁接觸，進(jìn)而被捕集.本發(fā)明對(duì)一般的塑料材料的駐極效果較差和駐極電荷保持時(shí)間較短給出了解決方案，并發(fā)明了對(duì)于本發(fā)明中使用的孔板材料在注塑過程中直接駐極充電和過濾器整體充電的創(chuàng)新方法，進(jìn)ー步提升駐極效果?；诔杀竞徒Y(jié)構(gòu)強(qiáng)度的考慮，本發(fā)明的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器所使用的孔洞材料首選使用PP材料，在PP材料中加入提升駐極性能并提升電荷的存儲(chǔ)性能和熱穩(wěn)定性。專利CN102046871公開了 “包含電荷加強(qiáng)添加劑的駐極體料片”，特別指合成并添加N-取代氨基碳環(huán)芳香烴的方式；。專利CN101905101A公開了 “ー種熔噴聚丙烯駐極體過濾材料的制備方法”;專利CN12^^93A公開了“鐵電纖維及其應(yīng)用”，用鐵電纖維提升駐極性能；專利CN101421802A公開了“駐極體材料”，使用“受阻羥基胺酯化合物”提升駐極體的熱和電荷穩(wěn)定性的方法；專利CN101511485A公開了 “駐極體整理剤”，通過涂層達(dá)到駐極效果。以上專利實(shí)踐證明了在塑料材料中以適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ砑又鷦梢源蠓嵘v極性能，同時(shí)以上專利技術(shù)已經(jīng)在靜電駐極纖維、駐極體話筒、傳感器等領(lǐng)域得到應(yīng)用。本發(fā)明所設(shè)定的駐極技術(shù)方案，尚未見國(guó)內(nèi)外相關(guān)專利。當(dāng)然，以上所述僅僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非來(lái)限制本發(fā)明范圍，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍內(nèi)。
1權(quán)利要求
1.一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，該過濾器包括外框(3)和封裝于外框(3)內(nèi)的主體(1)，其特征在于所述的主體(1)由多層孔板(10)疊加構(gòu)成，其中孔板(10) —體成型有供氣體通過的陣列直線或曲線孔洞(110)，所述孔板(10)中的孔洞(110)的上壁(111) 與下壁(112)為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，上壁(111)與下壁(112)上分布有左右對(duì)稱的翅片(113)，于每層孔板(10)的上下表面設(shè)置有施加高壓電場(chǎng)的密閉導(dǎo)電膜00)；用于施加高壓電場(chǎng)的高壓電源GO)被封裝于外框(3)內(nèi)，通過置于外框(3)的外部插座或觸點(diǎn)Gl)對(duì)其低壓 {共 ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于所述孔板(10) 采用具有駐極性能的材料注塑成型，且所述孔板(10)采用的材料內(nèi)添加有以下任意一種或組合的材料a、以氮?dú)鉃槲l(fā)泡氣體的微孔發(fā)泡劑，發(fā)泡比例為0.1 10%，并在注塑拉伸作用下在孔板(10)內(nèi)形成透鏡型或紡錘形微氣泡(102)；b、添加可增強(qiáng)駐極效果和延長(zhǎng)電荷存儲(chǔ)時(shí)間的第一添加劑(103)，該第一添加劑(103)包括歧化松香、PVDF,PTFE、硬脂酸鈣、巴西棕櫚酸鋁、鐵電體材料的一種或幾種組合，該第一添加劑(10 的添加質(zhì)量比例0 20% ；c、添加具有天然駐極體特性和負(fù)離子發(fā)射特性的第二添加劑(104)，該第二添加劑(104)包括電氣石粉體或電氣石與鑭系稀土的混合物，該第二添加劑(104)的添加質(zhì)量比例0 15% ；d)添加采用磁性粉體材料的第三添加劑(105)，該第三添加劑(10 包括Fe304為主的染料，鐵氧體材料、釹鐵硼可外部磁化的材料，其添加質(zhì)量比例0. 1 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于所述的密閉導(dǎo)電膜00)采用通過粘結(jié)、熱合、超聲方式進(jìn)行復(fù)合形成“膜Oio)-電極O20)-膜(210) ”復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中電極(220)通過印刷或真空鍍膜的方式并以設(shè)定的圖案在其中一層膜(210) 上形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于所述膜(210) 為薄膜、孔洞膜、微孔膜，其采用PP、PE、PET、PTFE中任意材料制成；所述電極(220)采用a、低電阻的自愈合真空鍍鋁膜，電阻0.1 100 Ω/m;b、高電阻可印刷膜，其采用金屬氧化物、碳、高分子導(dǎo)電材料與粘結(jié)材料構(gòu)成，電阻為 10E8 10E11 Ω/m ；其中，所述的高電阻的電極以設(shè)定圖案的方式印刷的，圖案為分布有線條邊緣和尖銳芒刺的魚骨型圖案021)，其電極部分的覆蓋率為10% 90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于所述的主體(1)中孔板(10)的疊加順序?yàn)榭装?10)-低電位的密閉導(dǎo)電膜(20)-孔板(10)-高電位的密閉導(dǎo)電膜(20)-孔板(10)，其中密閉導(dǎo)電膜(20)中的電極(220)邊緣到孔板(10) 的邊緣預(yù)留0. 5 1. 5mm/Kv的距離，孔板(10)的駐極符號(hào)極性與電極電位對(duì)應(yīng)，相鄰兩孔板(10)采用重合疊加或者交錯(cuò)疊加，交錯(cuò)角度1 30度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于 于主體(1)設(shè)置有一個(gè)或數(shù)個(gè)具有內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射電極的負(fù)離子孔板(30)，該負(fù)離子孔板 (30)的孔洞(31)中內(nèi)置負(fù)離子發(fā)射電極，并且負(fù)離子孔板(30)的孔洞(31)為對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)，在靠近端口的位置安裝由金屬W、Mo、不銹鋼材質(zhì)構(gòu)成的針狀、芒刺裝或使用導(dǎo)電碳纖維制成的絲狀毛刷發(fā)射電極(310)，該發(fā)射電極(310)距離端口出1.0 1.5mm/KV距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于 所述的兩相鄰孔板(10)之間采用熱熔膠、粘合劑粘接，且兩相鄰孔板(10)的邊緣使用熱熔融合粘結(jié)，形成封閉邊緣(50)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于所述的高壓電源GO)安裝在主體(1)非進(jìn)、出風(fēng)面任意一側(cè)，其中高壓電源GO)的輸出端分別與每一個(gè)密閉導(dǎo)電膜00)的高、低電位端通過匯集線(60)相連接，高壓電源GO)的負(fù)高壓端與負(fù)離子孔板(30)內(nèi)的負(fù)離子發(fā)射電極相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器，其特征在于所述的外框(3) 采用塑膠或金屬材料，其通過灌裝方式對(duì)主體(1)及高壓電源GO)進(jìn)行整體封裝，即在外框⑶與主體⑴之間形成有封裝層O)，外框⑶上安裝有向高壓電源GO)供電的插座或觸點(diǎn)(41)。
10.一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器的駐極處理工藝，該過濾器包括外框C3)和封裝于外框(3)內(nèi)的主體(1)，所述的主體(1)由多層孔板(10)疊加構(gòu)成，其中孔板(10) —體成型有供氣體通過的陣列直線或曲線孔洞(11)，于每層孔板(10)的上下表面設(shè)置有施加高壓電場(chǎng)的密閉導(dǎo)電膜00)；用于施加高壓電場(chǎng)的高壓電源G0)被封閉于外框(3)內(nèi)部，通過置于外框(3)的外部觸點(diǎn)Gl)對(duì)其低壓供電；該駐極處理包括以下三個(gè)工藝步驟一、孔板(10)采用注塑機(jī)一次注塑成形后切割形成，同時(shí)在制作過程中對(duì)孔板(10)進(jìn)行材料的駐極和磁化，該過程包括a、在射出模具的出口(1201)和冷卻段(1202)的入口空間進(jìn)行正電暈或負(fù)電暈一次駐極(121)，使用包括針板、線板、線線、針-介質(zhì)阻擋板、線-介質(zhì)阻擋版的方式，駐極電壓差為10 50Kv ；b、在冷卻段(1202)與牽引段(1203)中間，采用針板、線板、線線電極結(jié)構(gòu)但與a步驟中極性相反的電暈二次駐極(122)，駐極電壓差為5 30Kv ；c、在切割裝置(1204)前端，使用同a步驟相同電極機(jī)構(gòu)、相同極性的電暈進(jìn)行三次駐極(123)，駐極電壓差為20 70Kv ；d、在進(jìn)行三次駐極(123)的電暈裝置與切割裝置(1204)之間設(shè)置有磁化機(jī)構(gòu)，磁場(chǎng)強(qiáng)度 0. 1 10T ；二、對(duì)密閉導(dǎo)電膜O0)的駐極處理；將密閉導(dǎo)電膜O0)中的電極(220)接入高壓電源 031)，通過由加熱區(qū)032)、冷卻區(qū)(233)構(gòu)成的電場(chǎng)(230)進(jìn)行連續(xù)駐極處理；三、該過濾器整體封裝后，通過駐極裝置(120)進(jìn)行整體駐極處理，其包括以下步驟首先，通過觸點(diǎn)Gl)或插座，向過濾器(1)供電，并且在保持供電的狀態(tài)下后續(xù)步驟；其次，采用蒸汽(121)或熱空氣對(duì)過濾器進(jìn)行加熱，加熱至70 100攝氏度，并保持0 30min ；然后，使用加熱器(12 將過濾器處于60 80攝氏度溫度下保溫0 60min;最后，使用空氣或制冷的空氣(123)迅速吹過過濾器中孔板(10)的孔洞(110)，使其冷卻，并保持1 20min。
全文摘要
本發(fā)明涉及空氣過濾器產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，特指一種高效率捕集空氣中顆粒物的一體化結(jié)構(gòu)的靜電集塵過濾器及其駐極處理工藝。該集塵過濾器的主體由多層孔板疊加構(gòu)成，其中孔板一體成型有供氣體通過的陣列孔洞，孔板是微發(fā)泡的，可添加駐極增強(qiáng)材料、負(fù)離子發(fā)射材料和磁性材料的塑料材料，于每層孔板的上下表面設(shè)置有施加高壓電場(chǎng)的密閉導(dǎo)電膜，其中的一層或數(shù)層孔板中可安裝有離子發(fā)射裝置，在疊加結(jié)構(gòu)的側(cè)面，封裝有向高低電位電極供電的高壓電源，疊加結(jié)構(gòu)和高壓電源被整體封裝于保護(hù)結(jié)構(gòu)外框中，外部使用低壓直流或市電供電。本過濾器經(jīng)在線極化駐極技術(shù)處理后，形成實(shí)用的產(chǎn)品。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，將構(gòu)成一種可消除極間打火和使用電擊隱患的、易于清洗、可長(zhǎng)壽命循環(huán)使用、低風(fēng)阻、高效率的顆粒物過濾器，適用于家用、工業(yè)使用的空氣凈化裝置。
文檔編號(hào)B03C3/40GK102580854SQ20111045364
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉興龍, 王寶柱, 趙建洪, 趙羽石, 郭奕文 申請(qǐng)人:東莞市宇潔新材料有限公司