[發(fā)明專利]一種空氣柱塞式自清潔除塵的過濾系統(tǒng)及其過濾方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910776101.0
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN110523159A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔學(xué)謙
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江尚樸科技有限公司
• 主分類號: B01D46/10
• 分類號: B01D46/10;B01D46/54;B01D46/42;B01D46/00
• 代理公司: 33240 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)
• 代理人: 黃前澤<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發(fā)明公開了一種空氣柱塞式自清潔除塵的過濾系統(tǒng)及其過濾方法，具體是通過靜電紡絲技術(shù)將納米纖維濾膜復(fù)合在HEPA濾網(wǎng)上，通過控制納米纖維的尺寸、表面形態(tài)以及HEPA濾網(wǎng)的厚度使復(fù)合過濾材料的過濾阻力和過濾效果達到目標(biāo)值。當(dāng)復(fù)合過濾材料的過濾阻力下降至設(shè)定值時，通過反吹在過濾腔體內(nèi)形成空氣柱塞，當(dāng)壓力超過復(fù)合過濾材料的壓降時，空氣穿透復(fù)合過濾材料，附著于所述納米纖維濾膜表層和淺層的顆粒物被吹離材料，復(fù)合過濾材料恢復(fù)過濾性能。本發(fā)明可實現(xiàn)過濾材料的自清潔再生的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣體流中固體顆粒材料的過濾技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空氣柱塞式自清潔除塵的過濾系統(tǒng)及其過濾方法。

背景技術(shù)

HEPA濾網(wǎng)因工藝問題其纖維難以制造的更細(xì)，采用過濾攔截顆粒物的效果有限，主要依靠靜電吸附原理過濾顆粒物，駐極效果會隨著時間的延長或吸附污染物的增多呈快速下降趨勢，導(dǎo)致材料失去靜電吸附效能，靜電消失的問題限制了其應(yīng)用空間；同時也受到容塵量的限制，當(dāng)吸附量達到一定值后，材料被堵塞，流體阻力上升，很難脫附再生；此外，為保證攔截效果，HEPA濾網(wǎng)需要一定的厚度，也造成其過濾阻力較大。

直徑小于1000納米的纖維稱為納米纖維材料，該材料因其孔徑較小具有攔截效率高、阻力小的特點。但其本身強度較差，需其他材料支撐，才能在一定的風(fēng)速下保證其材料的完整性。

將納米纖維材料與HEPA濾網(wǎng)復(fù)合，實現(xiàn)性能互補，既可保證材料的強度，又可提高過濾效率和增加材料的使用壽命。然而，此種復(fù)合過濾材料隨著過濾時間的延長其過濾阻力上升，過濾效率下降，現(xiàn)有技術(shù)中并無相應(yīng)的解決方式以保證過濾效率或?qū)崿F(xiàn)過濾材料的自清潔循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種空氣柱塞式自清潔除塵的過濾系統(tǒng)及其過濾方法，實現(xiàn)過濾材料的自清潔。由過濾理論可知，流體以一定的速度通過過濾材料時，其中所含的固體顆粒物由于攔截、慣性、擴散、重力、靜電等作用被截留，停留在過濾材料表面或內(nèi)部。納米纖維孔徑較小，可將絕大多數(shù)顆粒物攔截于纖維表面。由于顆粒物不進入孔隙內(nèi)部，因此通過反吹的方法可將其去除，實現(xiàn)材料的再生。

為達成上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種空氣柱塞式自清潔除塵的過濾系統(tǒng)，包括空氣柱塞式反吹裝置和復(fù)合過濾材料，其中：所述空氣柱塞式反吹裝置包括兩端分別設(shè)有進風(fēng)口和出風(fēng)口的過濾腔體，所述過濾腔體側(cè)面設(shè)有反吹進風(fēng)口，所述出風(fēng)口和反吹進風(fēng)口上分別設(shè)有止回閥；所述復(fù)合過濾材料設(shè)置于過濾腔體內(nèi)位于進風(fēng)口和反吹進風(fēng)口之間的位置，所述復(fù)合過濾材料包括HEPA濾網(wǎng)和設(shè)置在HEPA濾網(wǎng)表面的納米纖維濾膜，設(shè)有納米纖維濾膜的一面朝向進風(fēng)口。

上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)所述復(fù)合過濾材料的過濾阻力下降至設(shè)定值時，停止過濾，從所述反吹進風(fēng)口進入空氣，所述出風(fēng)口止回閥會自動關(guān)閉，防止空氣從出風(fēng)口泄出過濾腔體。從所述反吹進風(fēng)口進入的空氣在所述過濾腔體內(nèi)形成空氣柱塞，當(dāng)壓力超過空氣通過復(fù)合過濾材料的壓降時，空氣穿透復(fù)合過濾材料，從所述進風(fēng)口排出。在此過程中，附著于所述納米纖維濾膜表層和淺層的顆粒物被吹離材料，復(fù)合材料恢復(fù)過濾性能。

作為優(yōu)選，所述HEPA濾網(wǎng)采用駐極PP棉，厚度為0.5-5mm；當(dāng)濾速為5.3cm/s時，過濾阻力為30-200Pa，PM0.3的過濾效率為80-99.9％。

作為優(yōu)選，所述納米纖維濾膜采用PAN、PVDF、PES中的一種超濾膜，所述納米纖維濾膜的纖維直徑為20-500nm；當(dāng)濾速為5.3cm/s時，過濾阻力為30-150Pa，PM0.3的過濾效率為80-99.9％。

作為優(yōu)選，所述納米纖維濾膜采用電牽伸的方法紡絲在HEPA濾網(wǎng)的表面，通過控制納米纖維的尺寸和表面形態(tài)使納米纖維濾膜對PM0.3的過濾阻力和過濾效果達到目標(biāo)值。

作為優(yōu)選，當(dāng)濾速為5.3cm/s時，所述復(fù)合過濾材料的過濾阻力為30-200Pa，PM0.3的過濾效率為75-99.9％。