高效空气过滤装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于气体过滤技术领域，特别涉及空气过滤装置，包括空气过滤系统和布粉系统，空气过滤系统包括空气过滤室、洁净空气室、高压气脉冲喷吹清粉装置，布粉系统包括储粉罐，储粉罐内装人工配制的粉末颗粒，在储粉罐内设置高压气管，储粉罐通过输粉管与空气过滤室的进气管连通，压力检测器、进气管阀门的开关、出气管阀门的开关、高压气管阀门的开关和输粉管阀门的开关分别与PLC控制系统电连接。本实用新型装置特别适用高标准要求的空气过滤，能达到高效率、低能耗、超稳定、长寿命的良好效果。
【专利说明】
高效空气过滤装置
技术领域
[0001] 本实用新型属于气体过滤技术领域，特别设及空气过滤装置。
【背景技术】
[0002] 传统空气过滤器一般由材质、过滤精度、几何形态一致的一个或者多个过滤单元 并联组合而成。空气过滤单元一般为方形，每个方形空气过滤单元由外框架+过滤材料+固 定装置+隔空装置+密封装置构成。过滤材料一般有滤棉、人造纤维、聚醋合成纤维、玻纤纸 质等，过滤材料一般采用密集折叠式结构。
[0003] 当粉尘被过滤收集于过滤材料的外表面，随着时间推移，粉尘增多加厚，空气过滤 材料的阻力不断加大，直至超过空气过滤器的额定阻力值而无法使用，必须更换新的空气 过滤单元，空气过滤单元的运种一次性使用特性，决定了传统空气过滤单元存在使用寿命 短、更换频率高，传统空气过滤器的耗材和人工维护经济成本高的缺点。
[0004] 为了提高过滤效率，传统的空气过滤模式普遍采用3级串联组合过滤模式，即1级 初效空气过滤器+2级中效空气过滤器+3级高效空气过滤器，如果用户对空气质量的要求不 高，如一般车间的中央空调空气过滤，也可W只使用1级初效空气过滤器+2级中效空气过滤 器的串联组合。3级组合过滤模式的初阻力和终阻力大致如下：1级初效空气过滤器的初阻 力---终阻力为50---400化;2级中效空气过滤器的初阻力---终阻力为70---600Pa;3级高 效空气过滤器的初阻力---终阻力为80---700Pa;3级组合过滤模式的总初阻力一总终阻 力为200-1700化。
[0005] 由此得出传统的空气过滤模式的总终阻力值大致是1700化，因此传统的空气过滤 模式存在能耗高企的缺点。传统的空气过滤模式的总阻力差值范围是0-1500化，因此传统 的空气过滤模式存在阻力值波动幅度大，运行稳定性能差的缺点。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种高效率、低 能耗、超稳定、长寿命的空气过滤器。
[0007] 本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
[000引一种高效空气过滤装置，包括空气过滤系统和布粉系统：
[0009] 空气过滤系统包括空气过滤室、洁净空气室、高压气脉冲喷吹清粉装置，空气过滤 室的入口与进气管连通，在进气管上设置进气管阀口，洁净空气室的出口与出气管连通，在 出气管上设置压力检测器和出气管阀口，出气管与抽风机连通;在空气过滤室内设置若干 个布袋或滤筒，布袋或滤筒的开口端与洁净空气室连通，在布袋或滤筒的开口端的上方对 应设置高压气脉冲喷吹清粉装置;在所述空气过滤室的下端设置沉粉室，在沉粉室下端设 置卸粉阀口；
[0010] 布粉系统包括储粉罐，储粉罐内装人工配制的粉末颗粒，在储粉罐内设置高压气 管，储粉罐通过输粉管与空气过滤室的进气管连通，在高压气管的进气端设置高压气管阀 n，在输粉管上设置输粉管阀口；人工配制的粉末颗粒的颗粒直径大于滤布的过滤精度。
[0011] 进一步地，空气过滤系统还包括在所述空气过滤室的入口前方设置挡风板，在所 述的进气管的进气端设置卿趴状的采风口，在采风口上设置滤网；布粉系统中的输粉管伸 入所述进气管内部的中间位置，在输粉管的出粉端设置喷头，在喷头的前方设置挡板。
[0012] 压力检测器、进气管阀口的开关、出气管阀口的开关、喷气管阀口的开关和输粉管 阀口的开关分别与化C控制系统电连接;抽风机的出风口与二级空气过滤装置连通。
[0013] 本实用新型装置特别适用于工业、商务、特殊场合的空气过滤，如超洁净车间、洁 净车间、车间中央空调、写字楼、酒店及医院的中央空调、燃气轮机等特殊环境的空气过滤， 达到高效率、低能耗、超稳定、长寿命的良好效果。
[0014] 下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的结构示意图；
[0016] 图2为组合式空气过滤系统示意图。
【具体实施方式】
[0017] 图1为本实用新型的结构示意图，如图所示，包括空气过滤系统和布粉系统，所述 的空气过滤系统包括空气过滤室1、洁净空气室2、高压气脉冲喷吹清粉装置3,所述的空气 过滤室1的入口与进气管4连通，在进气管4上设置进气管阀口 5,所述的洁净空气室2的出口 与出气管6连通，在出气管6上设置压力检测器7和出气管阀口8,出气管6与抽风机9连通;在 空气过滤室1内设置若干个布袋或滤筒10,所述布袋或滤筒10的开口端与洁净空气室2连 通，在布袋或滤筒10的开口端的上方对应设置高压气脉冲喷吹清粉装置3;在所述空气过滤 室1的下端设置沉粉室11，在沉粉室11下端设置卸粉阀口 12。
[0018] 所述的布粉系统包括储粉罐13,储粉罐13内装人工配制的粉末颗粒，在储粉罐13 内设置高压气管14,所述的储粉罐13通过输粉管15与所述的空气过滤室1的进气管4连通， 在高压气管14的进气端设置高压气管阀口 16，在输粉管15上设置输粉管阀口 17。
[0019] 储粉罐13内人工配制的粉末颗粒的形状为球形或者尽可能球形或者不规则形状， 颗粒直径大于滤筒的过滤精度。该粉末颗粒的种类、成分、比重、颗粒形状、颗粒直径范围和 粒径分布状态、粉末种类比例均是由人工事先选定，人工配制粉末介质的所达到的条件是： (1)比重小，有利于悬浮；（2)粒径小且相对圆形，由于该人工粉末介质场依托于布袋或者滤 筒的滤布，因此，粉末的颗粒直径大于滤布的过滤精度，如滤布的过滤精度是含0.5WH，过滤 效率含99.99%，那么，粉末的基本颗粒直径要含0.5皿；（3)粒径分布状态符合紧密堆积规 律;（4)粉末种类比例符合实际需求。
[0020] 在空气过滤室1的入口前方设置挡风板18,对进入空气过滤室的空气气流和人工 配制的粉末颗粒起分散作用。在进气管4的进气端设置卿趴状的采风口 19，在采风口 19上设 置滤网20, W便对空气中较大杂质颗粒进行过滤。布粉系统中的输粉管15伸入所述进气管4 内部的中间位置，在输粉管15的出粉端设置喷头21，为了使粉末颗粒分散均匀，在喷头21的 前方设置挡板22。
[0021] 为实现自动控制，压力检测器7、进气管阀口 5的开关、出气管阀口 7的开关、高压气 管阀口 16的开关和输粉管阀口 17的开关分别与化C控制系统电连接。压力检测器将空气过 滤室的负压值信号输入化C控制系统，该系统根据设定的初阻力值和终阻力值，控制上述各 个阀口的打开与关闭。
[0022] 为了实现更高的过滤精度，可W使抽风机9的出风口与二级空气过滤装置23连通。
[0023] W下对本实用新型装置的工作方法做进一步说明。
[0024] 设Po为滤布原始阻力值，Pi为人工配制粉末层阻力值，P2为空气粉尘层阻力值，贝U 空气过滤室初阻力值P3 = P〇+Pl，终阻力值P4 = P〇+Pl+P2;
[0025] 在所述高效空气过滤装置开始工作前，进行初次布粉工作，步骤如下：
[0026] Al:开启抽风机9、进气管阀口5、出气管阀口8和高压气管阀口 16和输粉管阀口 17， 使储粉罐13内装的人工配制的粉末颗粒通过输粉管15进入进气管4,然后被抽入空气过滤 室1内，吸附在布袋或滤筒10的外表面；
[0027] A2:当出气管6上的压力检测器7检测出空气过滤室1内的负压值达到设定的初阻 力值P3时，保持抽风机9继续运行，关闭进气管阀口5、出气管阀口8、高压气管阀口 16和输粉 管阀口 17;
[0028] A3:开启高压气脉冲喷吹清粉装置3，喷吹设定时间段X T，将吸附在布袋或滤筒10 外表面的粉末颗粒层清除，使其弥散在空气过滤室1内；
[0029] A4:在经过喷吹设定时间段STW后，关闭高压气脉冲喷吹清粉装置3,然后等待设 定的时间段A T，使粉末颗粒均匀分布在空气过滤室1内；
[0030] A5:在等待设定的时间段A TW后，开启进气管阀口5和出气管阀口8,使弥散在空 气过滤室1内的粉末颗粒被均匀吸附分布在滤筒10的外表面；
[0031] A6:检测压力，根据压力情况分别处理：
[0032] A6-1:当出气管6上的压力检测器7检测出空气过滤室1内的负压值达到设定的初 阻力值P3时，则继续开启进气管阀口5和出气管阀口8,使所述的高效空气过滤装置进入正 常工作状态；
[0033] A6-2:当出气管6上的压力检测器7检测出空气过滤室1内的负压值未达到设定的 初阻力值P3时，则再次进行步骤Al至A5，然后再次检测压力，直至达到设定的初阻力值P3后， 再使高效空气过滤装置进入正常工作状态；
[0034] 在所述高效空气过滤装置正常工作一段时间后，当压力检测器7检测出空气过滤 室1内的负压值超过设定的终阻力值P4时，保持抽风机9继续运行，关闭进气管阀口 5和出气 管阀口 8,进行如下步骤：
[0035] BI:开启高压气脉冲喷吹清粉装置3,开始进行设定喷吹时间段X T，将吸附在布袋 或滤筒10外表面的粉末颗粒层(包括空气尘埃颗粒和人工配制的粉末颗粒)清除，使其弥散 在空气过滤室1内；
[0036] B2:在经过设定喷吹时间段XTW后，关闭高压气脉冲喷吹清粉装置3,然后进行设 定等待时间段A T，使较大和较重的粉末颗粒在重力场的作用下沉降入沉粉室11;
[0037] B3:在经过设定等待时间段A TW后，开启进气管阀口5和出气管阀口8,使弥散在 空气过滤室1内的粉末颗粒被均匀吸附分布在布袋或滤筒10的外表面；
[0038] B4:检测压力，根据压力情况分别处理：
[0039] B4-1:当出气管6上的压力检测器7检测出空气过滤室1内的负压值达到设定的初 阻力值P3时，继续开启进气管阀口 5和出气管阀口 8,使所述的高效空气过滤装置进入正常 工作状态；
[0040] B4-2:当出气管6上的压力检测器7检测出空气过滤室1内的负压值未达到设定的 初阻力值P3时，则进行再次布粉工作，其步骤与所述的初次布粉步骤Al至A5相同，然后再次 检测压力，直至达到设定的初阻力值P3后，再使高效空气过滤装置进入正常工作状态；
[0041] B4-3:当出气管6上的压力检测器7检测出空气过滤室1内的负压值超过设定的初 阻力值P3时，则关闭进气管阀口 5和出气管阀口 8,然后再次进行步骤Bl至B3,然后再次检测 压力，直至符合设定的初始阻力值P3,再使高效空气过滤装置进入正常工作状态。
[0042] 为了使本实用新型装置能够连续进行空气过滤工作，可W将两台或两台W上所述 的高效空气过滤装置并联连通组成高效空气过滤装置组，当其中一台高效空气过滤装置的 空气进气管阀口和洁净空气出气管阀口处于关闭状态进行布粉时，其他各台高效空气过滤 装置进气管阀口和净气出气管阀口处于开启状态进行空气过滤工作，如此循环往复，使高 效空气过滤装置组能够连续进行空气过滤工作。参见图2。
[0043] 图2为组合式空气过滤系统示意图，如图所示，进气管4、出气管6和输粉管15分别 与六台本实用新型装置并联，其中进气管4与六个空气过滤室1并联，出气管6分别与相应的 6个洁净空气室2并联，储粉罐13的输粉管15分别与相应的6个空气过滤室1的进气管并联， 然后本实用新型装置与抽风机9和二级空气过滤装置23串联。二级空气过滤装置的作用是 进一步提高空气的过滤精度，其可W是现有的传统空气过滤器。
[0044] 本实用新型的优点一是利用介质场过滤技术有效提高滤布的过滤精度：由于人工 配制的粉末颗粒经过反复多次的布粉过程，可W厚薄均衡地分布于构成布袋或者滤筒的滤 布的外表面并且依据自然的紧密堆积规律堆积，因此，在微薄的人工粉末介质场中充满了 多层次而且相互联通的微细---超微细孔隙，每个微细---超微细孔隙又充满微电场、微吸 附场，运样，就形成一个透气性能极佳、过滤性能极好的粉末介质场。当空气中的微细---超 微细粉尘到达人工粉末介质场时，第一，被人工粉末介质场多层次而且相互联通的微细--- 超微细孔隙拦截过滤，第二，被人工粉末介质场多层次的微细---超微细孔隙之间的微电场 吸附过滤或者排斥过滤，第=，被人工粉末介质场多层次的微细---超微细孔隙之间的微吸 附场吸附过滤，上述S种情况均可W高效过滤空气中的微细---超微细粉尘，实现高水平的 空气净化。
[0045] 与一元滤布结构相比较，人工粉末介质场+滤布的二元过滤结构使过滤精度得到 极大的提高，经过6年多无数次试验及现场实践验，将提高的过滤精度总结如下：
[0046]
[0047] 如上表，对于6280#覆膜滤料，妊滤精度由>0.4mi提高到>0.化m，妊滤效率由 99.771 %提高到99.999%，即由欧洲标准的F9级别提高到化3、化4级别，提高4-5个档次;对 于6277#覆膜滤料，过滤精度由> O . 3iim提高到> O . 1化m，过滤效率由99.986 %提高到 99.9995%，即由欧洲标准的化2级别提高到U15级别，提高3个档次。
[0048] 在本实用新型装置与传统的高效空气过滤器组合工作的情形下，可W达到更高的 空气过滤水平，使过滤精度^ 0.1化m，过滤效率^ 99.999995%，达到U17级别或者更高级 别。
[0049] 本实用新型的优点二是利用压差控制和喷吹清灰技术有效降低工作能耗值:如上 所述，布袋或者滤筒一元空气过滤初阻力值是IOOPa;人工粉末介质场的阻力值范围是100- 500Pa，最佳范围是1501^至300Pa;空气粉尘层的阻力值范围是IOO-SOOPa，最佳范围是 150化至300Pa，本实用新型装置的初阻力值和终阻力值范围是300-1100化，最佳范围是 400化至700Pa，因此，与传统的空气过滤模式相对比（最大终阻力值1700化），本实用新型节 省阻力能耗值600-1000化，能耗节省率35-58%。
[0050] 本实用新型的优点=是利用压差控制、喷吹清灰、并联组合技术有效提高工作的 稳定性能:一方面，如上所述本实用新型装置的总阻力差值范围是O-SOOPa,最佳总阻力差 值范围是0-300Pa，与传统的空气过滤模式相对比(O-ISOOPa)，本实用新型的总阻力差值范 围缩小了700-1200化，收窄率46-80 %，本实用新型装置的工作稳定性能得到有效提高。另 一方面，通过两台或两台W上本实用新型的高效空气过滤装置并联连通组成高效空气过滤 装置组，使高效空气过滤装置组能够连续稳定进行空气过滤工作。
[0051] 本实用新型的优点四是利用清灰和二元过滤结构技术有效提高耗材使用寿命:一 方面，对于本实用新型装置的布袋或者滤筒而言，由于引入了高压气脉冲喷吹技术，布袋或 者滤筒具备自动清灰功能，因此，布袋或者滤筒可W反复旋环使用;又由于引入二元过滤结 构技术，人工粉末介质场对布袋或者滤筒起到了极好的机械和化学保护作用，在二个因素 的综合作用之下，布袋或者滤筒的使用寿命可W含10年。
[0052] 另一方面，在本实用新型装置与传统的高效空气过滤器组合工作的情形下，与传 统空气过滤模式"过滤精度逐级提高，从粗到细每级分担不同颗粒级别的粉尘过滤任务，责 任自然分担，没用主次之分"的过滤技术思路相对比，本实用新型装置的过滤技术思路具有 一次过滤到位的优点，由于有效地对空气进行了过滤，很少有粉尘可W穿过本实用新型装 置达到后置的传统高效空气过滤器，因此，后置的传统高效空气过滤器使用寿命也可W达 到MO年。
[0053] 当然，人工粉末介质也是一种耗材，一方面，由于它可W从空气中的微细-超微细 粉尘之中获得补充，除了初次使用，总的损耗不大，另一方面，人工粉末介质比较廉价，总的 费用比较低。
[0054] 将本实用新型装置+后置的传统高效空气过滤器组合和传统3级串联组合空气过 滤模式的耗材使用寿命进行对比，结果如下：
[0。[[1
[0056] 如上表可看出耗材使用寿命提升20-120倍，平均70倍。
[0057] 本实用新型装置特别适用于工业、商务、特殊场合的空气过滤，如超洁净车间、洁 净车间、车间中央空调、写字楼、酒店及医院的中央空调、燃气轮机等特殊环境的空气过滤， 达到高效率、低能耗、超稳定、长寿命的良好效果，从而把现有高成本的洁净空气过滤变成 一种廉价消费，促进工业、商务、职业安全卫生环境和空气内循环工业车间的发展和进步。
【主权项】
1. 一种高效空气过滤装置，其特征是，包括空气过滤系统和布粉系统： 所述的空气过滤系统包括空气过滤室（1)、洁净空气室（2)、高压气脉冲喷吹清粉装置 (3)，所述的空气过滤室（1)的入口与进气管(4)连通，在进气管(4)上设置进气管阀门（5)， 所述的洁净空气室(2)的出口与出气管(6)连通，在出气管(6)上设置压力检测器(7)和出气 管阀门（8)，出气管(6)与抽风机(9)连通;在空气过滤室（1)内设置若干个布袋或滤筒（10)， 所述布袋或滤筒（10)的开口端与洁净空气室(2)连通，在布袋或滤筒（10)的开口端的上方 对应设置高压气脉冲喷吹清粉装置(3);在所述空气过滤室（1)的下端设置沉粉室（11)，在 沉粉室（11)下端设置卸粉阀门（12); 所述的布粉系统包括储粉罐（13)，储粉罐（13)内装人工配制的粉末颗粒，在储粉罐 (13)内设置高压气管（14)，所述的储粉罐(13)通过输粉管（15)与所述的空气过滤室的进气 管（4)连通，在高压气管的进气端设置高压气管阀门（16)，在输粉管上设置输粉管阀门 (17)。2. 根据权利要求1所述的高效空气过滤装置，其特征是，所述的空气过滤系统还包括在 所述空气过滤室（1)的入口前方设置挡风板(18)，在所述的进气管(4)的进气端设置喇叭状 的采风口（ 19 )，在所述采风口上设置滤网（20)。3. 根据权利要求1所述的高效空气过滤装置，其特征是，所述的布粉系统中的输粉管 (15)伸入所述进气管(4)内部的中间位置，在输粉管（15)的出粉端设置喷头（21)，在喷头 (21)的前方设置挡板(22)。4. 根据权利要求1所述的高效空气过滤装置，其特征是，所述的压力检测器7、进气管阀 门（5)的开关、出气管阀门（8)的开关、高压气管阀门（16)的开关和输粉管阀门（17)的开关 分别与PLC控制系统电连接。5. 根据权利要求1所述的高效空气过滤装置，其特征是，所述的人工配制的粉末颗粒的 颗粒直径大于滤布的过滤精度。6. 根据权利要求1所述的高效空气过滤装置，其特征是，所述抽风机(9)的出风口与二 级空气过滤装置(23)连通。
【文档编号】B01D46/02GK205516952SQ201620233167
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月23日
【发明人】黄清豹
【申请人】佛山市人居环保工程有限公司