一种空气过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种空气过滤器，包括过滤介质和外壳，所述外壳具有气体进口和气体出口，所述气体进口与所述过滤介质的上游侧相通，所述气体出口与所述过滤介质的下游侧相通，所述过滤介质折叠形成褶，所述过滤介质包括无纺布支撑层和吸附性颗粒层，所述吸附性颗粒层放置于两层所述的无纺布支撑层之间，其特征在于，还包括纤维毡，所述纤维毡与所述吸附性颗粒层粘结在一起，所述纤维毡包含第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度为z，所述第二纤维集内纤维的长度为w，z和w满足：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30

【技术实现步骤摘要】
一种空气过滤器


[0001]本专利技术涉及一种过滤器，特别是一种空气过滤器。

技术介绍

[0002]近年来，空气过滤器渐渐走入人们生产与生活中。空气过滤器是指能够吸附、分解或转化空气中的各种污染物，有效提高室内空气清洁度的产品，在居家、医疗、工业领域均有应用，而应用在不同领域的空气过滤器具有不同的过滤要求。许多工厂在工业生产中，生产一些精密产品时，通常需要生产车间保持洁净，这样就需要对进入洁净车间的空气进行过滤处理，因此洁净车间内部环境必须经过严格的控制。
[0003]在公开号为US6024782的专利文本中，公开了一种分层气体过滤介质，该过滤介质包括粘合层、基材和吸附剂层，吸附剂层的一侧粘结在粘合层上，吸附剂层的另一侧粘结在另一粘合层上，如此重复形成多层结构，其中基材提供支撑作用。本专利仅通过粘合层和吸附剂层组成气体过滤介质，如此便可以通过设置吸附剂层的密度来更改过滤介质的密度，进而起到调节过滤材料的压降的作用。但是，这种过滤介质需要相对大量的粘合剂润湿吸附剂层的表面，而被润湿的部分不再具有吸附作用，严重影响吸附剂层的吸附能力，且这种仅通过粘合剂粘结在一起的过滤介质，其强度和韧性也不高。
[0004]在公开号为US6423123的专利文本中，公开了一种用于流体介质的过滤材料，该过滤材料包括载体层和吸附层，其中吸附层是由吸附剂颗粒和熔融粘结剂丝形成，吸附层通过熔融粘结剂丝粘附到载体层上。该种结构的过滤材料不需要通过粘合剂就能将载体层和吸附层牢固粘合在一起，而且，熔融粘结剂丝在过滤介质中也起到增强增韧的效果。
[0005]现有技术中，在过滤器壳体大小固定的情况下，为了增大过滤的面积，减少了空气过滤的阻力，通常将过滤介质进行折叠处理，但这种折叠结构对过滤介质的强度和韧性都有着更高的要求，单纯依靠高分子粘结剂或采用胶丝制成的过滤介质并不能达到强度要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要达到的目的是提供一种具有高强度过滤介质的空气过滤器。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种空气过滤器，包括过滤介质和外壳，所述外壳具有气体进口和气体出口，所述气体进口与所述过滤介质的上游侧相通，所述气体出口与所述过滤介质的下游侧相通，所述过滤介质折叠形成褶，所述过滤介质包括无纺布支撑层和吸附性颗粒层，所述吸附性颗粒层放置于两层所述的无纺布支撑层之间，其特征在于，还包括纤维毡，所述纤维毡与所述吸附性颗粒层粘结在一起，所述纤维毡包含第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度为z，所述第二纤维集内纤维的长度为 w，z和w满足：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30-60mm。
[0008]过滤介质折叠形成褶，可以使得空气过滤器的壳体在大小不变的情况下增大其过滤面积，而且也可以增加空气过滤器的容尘量。过滤介质中含有纤维毡、吸附性颗粒层和无
纺布支撑层。如此设计，当过滤介质某处受力时，吸附性颗粒层可通过纤维毡上的第一纤维集内的纤维和第二纤维集内的纤维将应力均匀分散在过滤介质上，增加过滤介质的强度，从根本上克服了过滤介质的脆性。如图1纤维增强机理示意图所示，作用于吸附性颗粒1上的应力将通过纤维2 之间的粘结点将应力分散传递至其他纤维2上，如果其中一根纤维2发生断裂，其他纤维2照样起作用，而不至于危及整体，从而在宏观上显示为该过滤介质的强度及韧性的提高。进一步的，形成褶皱的过滤介质在弯曲褶皱处会产生弯曲应力，如图2材料弯曲的示意图所示，过滤介质弯曲时凹入一侧的纤维和活性颗粒受到挤压，而在突出一侧的纤维受到拉伸，中性层的纤维和活性颗粒不受力。在本专利技术中，纤维毡上的纤维是均匀分布的，假设单位长度的纤维与其他纤维相互粘结的粘结点一定，那么长度较长的第一纤维集内的纤维在纤维毡上的粘结点较第二纤维集内的纤维的粘结点多。若粘结点多的第一纤维集内纤维和粘结点少的第二纤维集内纤维同时位于折叠过滤介质的突出一侧，则第一纤维集内纤维因为受力大，更容易发生断裂，导致吸附性颗粒层的脱落，严重时会导致吸附性颗粒层的断裂。而位于折叠过滤介质的突出一侧的第二纤维集内纤维因粘结点少，受到的合力小，不易断裂；而且，单位长度的纤维粘结的吸附性颗粒层的质量一定，那么长度较长的第一纤维集内纤维上粘结的吸附性颗粒层的质量较第二纤维集内纤维上粘结的大。这些都使得第二纤维集内纤维会有较大的灵活性，能够有效增强过滤介质的强度和韧性。如图3第一纤维集集内纤维和第二纤维集内纤维的长度关系示意图所示，第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度取值范围落在区域E内。在纤维毡内，长度较长的第一纤维集内纤维主要起到连接固定纤维毡的形状，维持纤维毡的基本框架的作用，若第一纤维集内纤维的长度z＜30mm，则第一纤维集内纤维在纤维毡内的跨度较小，不能将纤维毡的形状固定，此时的纤维毡易散架，导致过滤介质的强度下降；若第一纤维集内纤维的长度z＞60mm，此时第一纤维集内纤维在过滤介质内的跨度较大，第一纤维集内纤维上粘结的吸附性颗粒层的质量较大，而且第一纤维集内纤维与其他纤维的粘结点也较多，导致第一纤维集内纤维容易断裂，粘结在其上的吸附性颗粒层也易脱落，影响过滤介质的强度的过滤效果。因此第一纤维集内纤维的长度应在30mm≤z≤60mm范围内。若z/w≤2，既第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的长度取值落在由z＝2w、z＝30和z＝60围成的开放区域D内，则此时相较于第一纤维集内纤维，第二纤维集内纤维的长度w过长，导致第二纤维集内纤维在过滤介质内的灵活性降低，在过滤介质内不能很好的起到增强作用；若z/w＞50，即第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维的取值落在由z＝50w、z＝30和z＝60围成的封闭区域C内，此时，相对于第一纤维集内纤维的长度，则第二纤维集内纤维的长度w过短，当过滤介质受力时，第二纤维集内纤维易被从吸附性颗粒层中抽拔出来，降低了第二纤维集内纤维在过滤介质内的作用。而且第二纤维集内纤维过短的话，其上粘结的吸附性颗粒的量也较少，使得第二纤维集内纤维与吸附性颗粒层的粘结力较小，也导致第二纤维集内纤维易与吸附性颗粒层分离，影响过滤介质的强度。因此z和w 应该满足：2＜z/w≤50，且z的取值范围在30-60mm之间，此时既能维持纤维毡整体的框架，又能增加过滤介质的强度及过滤效果。
[0009]进一步的，所述第一纤维集内纤维的长度z与所述吸附性颗粒层的厚度a之间满足：z≥10a+10，所述第二纤维集内纤维的长度w与所述吸附性颗粒层的厚度a之间满足：3mm≤w≤6a，且所述吸附性颗粒层的厚度a取值范围：0.5mm ≤a＜5mm。
[0010]通常，通过调节吸附性颗粒层的含量来调节过滤介质的吸附过滤能力。在本专利技术
中，吸附性颗粒层的含量可以用其厚度a表示。在过滤介质中，纤维毡不仅可以起到粘结吸附性颗粒层，作为其附着载体，同时也作为过滤介质的增强物质。具体的，纤维毡内的第一纤维集内纤维和第二纤维集内纤维具有不同的功能作用。为了保证纤维毡的整体框架结构，避免纤维毡和吸附性颗粒层发生相互脱离，第一纤维集内纤维的长度z与吸附性颗粒层的厚度a之间满足：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空气过滤器，包括过滤介质和外壳，所述外壳具有气体进口和气体出口，所述气体进口与所述过滤介质的上游侧相通，所述气体出口与所述过滤介质的下游侧相通，所述过滤介质折叠形成褶，所述过滤介质包括无纺布支撑层和吸附性颗粒层，所述吸附性颗粒层放置于两层所述的无纺布支撑层之间，其特征在于，还包括纤维毡，所述纤维毡与所述吸附性颗粒层粘结在一起，所述纤维毡包含第一纤维集和第二纤维集，所述第一纤维集内纤维的长度为z，所述第二纤维集内纤维的长度为w，z和w满足：2＜z/w≤50，其中，z的取值范围为30-60mm。2.根据权利要求1所述的空气过滤器，所述第一纤维集内纤维的长度z与所述吸附性颗粒层的厚度a之间满足：z≥10a+10，所述第二纤维集内纤维的长度w与所述吸附性颗粒层的厚度a之间满足：3mm≤w≤6a，且所述吸附性颗粒层的厚度a取值范围：0.5mm≤a＜5mm。3.根据权利要求2所述的空气过滤器，其特征在于，所述纤维毡与所述过滤介质的重量比值在2%~5%范围内，所述第二纤维集内纤维与所述纤维毡的重量比值在10%~50%范围内。4.根据权利要求2所述的空气过滤器，其特征在于，所述第二纤维集内纤维朝向与所述褶垂直的方向有序排列，形成各向异性的所述纤维毡。5.根据权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于，所述吸附性颗粒层包括活性颗粒，所述第一纤维集内纤维和/或第二纤维集内的纤维的直径与所述活性颗粒的直径d的比值在1/10以下。6.根据权利要求5所述的空气过滤器，其特征在于，所述活性颗粒的直径d与所述第一纤维集内纤维的长度z之间满足：50≤z/d≤500，所述活性颗粒的直径d与所述第二纤维集内纤维的长度w之间满足：9≤w/d≤200。7.根据权利要求1所述的空气过滤器，其特征在于，所述第一纤维集内纤维和所述第二纤维集内纤维至少一种是复合纤维，所述复合纤维包括第一组分和第二组分，所述第一组分材料的熔点低于所述第二组份材料的熔点，所述第一组分通过热熔合的方式将所述纤维毡与所述吸附性颗粒层粘结在一起，且所述第一组分通过热熔合的方式将所述纤维毡与所述无纺布支撑层粘结在一起。8.根据权利要求7所述的空气过滤器，其特征在于，所述复合纤维是同心皮芯型的结构，所述第一组分包裹住所述第二组分。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：贾建东，杨印景，
申请(专利权)人：杭州科百特科技有限公司，
类型：发明
国别省市：