一种蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置

技术领域

本发明涉及一种过滤组件，特别是涉及一种蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置。

背景技术

随着生活水平以及环保需求的提升，人们对于密闭空间的空气环境防护需求越来越高，对于细菌、病毒的认识也更加深入人心。尤其在人员密集的公共交通站厅、商业综合体、工业车间以及畜牧养殖场等。由于大风量通风带来大量颗粒物和微生物势必需要进行净化过滤。传统的纤维式过滤技术由于阻力大且无法重复使用，导致能耗、噪声及运行成本居高不下。

针对颗粒物污染物，现有的新型分级净化技术一般采用多级不同过滤等级的纤维式滤网净化等，应用的滤网或净化模块等过滤组件一般更换后通过焚烧、化学药剂处理等方式方可将污染物处理，采用上述净化方式存在较大的弊端，即未解决短期更换过滤组件的问题。目前在提高过滤组件负载量同时，虽可以延长过滤组件使用时间，但使用一段时间后净化效果会急剧降低，因此，过滤组件仍旧需要进行更换或清洗，无法实现颗粒物过滤组件的可持续与可再生应用。

而传统的高压静电技术则可以清洗，但是由于技术本身放电产生电火花且附带高浓度臭氧，导致产生二次污染及安全隐患，因而传统的高压静电过滤技术(包括ESP静电技术)在应用时非常受限，而且由于其清洗再生需要消耗大量水资源，甚至需要到专门的清洗场地进行清洗，使用成本依然高昂。

随着各行各业自动化程度的提高，加之近几年清洗技术的提高，人们对于自动化清洗的需求越来越迫切，尤其近年来发展的蒸汽清洗与机器人清洗相结合的清洗技术等，清洗效果良好，无需烘干等操作，避免了高额的人力成本，但限于技术成熟度差、研发成本高、不同环境应用的清洗技术又千差万别，导致了自动化清洗技术仍旧需要较长时间的发展。同时，现有的清洁再生手段，往往需要过滤组件停止运行后才能进行清洁再生，尤其对于大风量通风系统，往往需要长时间进行再生，势必造成停产，对于需要持续运行的场所(如工业生产)带来不便。

鉴于以上清洗技术的局限性以及清洗后的污染物的收集处理难题，需要研究一种可以实现在线式自动化清洗的技术，即可在运行过程中或运行结束后自动化启动清洗过滤组件并回收污染物的技术，实现过滤组件可持续与可再生的应用，解决行业难题，降低使用成本，满足过滤组件的自动化清洗的需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有过滤器本身的可持续使用问题及其清洗再生中存在的问题，提出一种蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置，以满足过滤组件的自动化清洗的需求，实现不需要更换过滤器进行长期使用，甚至连续长期不间断使用。

为实现上述目的，本发明提供了一种蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置，包括前面板组件、后面板组件、设置在前面板组件与后面板组件顶部的顶盖组件、设置在前面板组件内的荷电模块、设置在所述后面板组件内的在线驻极体模块、设置在所述在线驻极体模块进风侧的蒸汽再生组件、设置在所述在线驻极体模块出风侧的污染物收集组件。

所述前面板组件包括第一框架及设置在所述第一框架上部两端的行程开关，所述荷电模块设置在所述第一框架内。

所述后面板组件包括与所述第一框架规格相匹配的第二框架，所述在线驻极体模块设置在所述第二框架内。

所述顶盖组件包括连接并覆盖在第一框架与第二框架顶部的第三框架、设置在所述第三框架内侧的同步滑台、固定所述同步滑台的固定座、设置在所述同步滑台一端的电机支架、设置在所述电机支架上的电机、连接所述同步滑台与电机的联轴器，所述电机的联轴器。

所述电机通过联轴器、同步滑台带动蒸汽再生组件与污染物收集组件沿在线驻极体模块表面进行同步往复运动。

优选地，所述电机为步进电机或伺服电机。

优选地，所述第一框架、第二框架及第三框架均由铝型材、角码及连接件拼接而成。

优选地，所述在线驻极体模块包括由电介质材料形成的蜂窝状的中空微通道，所述电介质材料包裹电极片在所述中空微通道内形成电场。

优选地，所述荷电模块包括高压放电模块，所述高压放电模块在荷电模块区域形成等离子体电荷区。

优选地，所述同步滑台包括两条平行设置在所述第二框架内侧的第一同步轨道与第二同步轨道、设置在第一同步轨道上的第一滑块、设置在第二同步轨道上的第二滑块、连接第一同步轨道与第二同步轨道的同步轴、设置在所述同步轴两端的第一链条与第二链条，所述第一链条与第一滑块连接，所述第二链条与第二滑块连接。

优选地，所述蒸汽再生组件包括设置在所述第二框架底部的集水槽、与所述同步滑台相连的第一固定板、竖直固定在所述固定板上且与在线驻极体模块平行的气排管、间隔设置在所述气排管上的喷嘴、与所述气排管相连的蒸汽管路。

优选地，所述气排管包括两根相连的方管，所述方管通过骑马卡固定，所述方管上开具有螺纹孔，所述喷嘴通过螺纹孔安装固定。

优选地，所述蒸汽管路包括与气排管中部连接的四通接头、与四通接头相连的蒸汽管、敷设在所述金属软管外侧的尼龙拖链、与四通接头分别相连的第一金属软管与第二金属软管，所述第一金属软管、第二金属软管另一端通过弯头分别与气排管上部、气排管下部连通。

优选地，所述污染物收集组件包括壳体、设置在壳体上端与所述同步滑台相连的第二固定板、设置在所述壳体底部的吸尘管，所述壳体的外形为直角梯形台状，所述壳体的开口端与在线驻极体模块平行设置，所述壳体的开口端上设有密封条，所述壳体内间隔设有均流板。

基于上述技术方案，本发明的优点是：

在线式原位再生，利用蒸汽有效对在线驻极模块原位清洁，由于蒸汽与污染气体运行路径一致，可实现在净化单元开机状态下在线驻极模块的全自动清洗，完全实现在线驻极模块原位再生；

净化持续高效，长久使用，采用全自动清洁机制，可实现多个时间段的在线式可再生清洗，再生过程可连续使用，保证了整个净化单元的在线驻极体模块始终处于洁净状态，进而保证了净化单元的净化效率始终处于高位，实现了净化的持续高效；

维护便捷，蒸汽再生组件与污染物收集组件采用了同步运行，净化收集于一体，使用维护方便快捷，运维成本较低。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置侧视图；

图2为蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置正视图；

图3为前面板组件示意图；

图4为后面板组件示意图；

图5为顶盖组件示意图；

图6为顶盖组件侧视示意图；

图7为蒸汽再生组件侧视示意图；

图8为蒸汽再生组件正视示意图；

图9为污染物收集组件示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明提供了一种蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置，主要包括：前面板组件、后面板组件、顶盖组件、蒸汽再生组件、污染物收集组件、荷电模块、线驻极体模块。采用模块化设计，净化单元整体采用模块化组合与组装，便于快速安装使用。如图1～图9所示，其中示出了本发明的一种优选实施方式。

具体地，如图1、图2所示，所述蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置包括前面板组件1、后面板组件5、设置在前面板组件1与后面板组件5顶部的顶盖组件3、设置在前面板组件1内的荷电模块、设置在所述后面板组件5内的在线驻极体模块、设置在所述在线驻极体模块进风侧的蒸汽再生组件2、设置在所述在线驻极体模块出风侧的污染物收集组件4。

如图3所示，所述前面板组件1包括第一框架7及设置在所述第一框架7上部两端的行程开关8，所述荷电模块设置在所述第一框架7内。第一框架7可由铝型材组成，使用型号OB2040、OB2060和OB20100，利用自制的连接件和角码将框架组装，框架上方两侧分别安装行程开关。

如图4所示，所述后面板组件5包括与所述第一框架7规格相匹配的第二框架9，所述在线驻极体模块设置在所述第二框架9内。第二框架9的规格与第一框架7对应，同样可由铝型材组成，使用型号OB2040、OB2060和OB20100，利用自制的连接件和角码将框架组装。

进一步，所述在线驻极体模块包括由电介质材料形成的蜂窝状的中空微通道，所述电介质材料包裹电极片在所述中空微通道内形成电场。所述中空微通道的孔径为1～4mm。通过蜂窝状的中空微通道的设置，有效保证净化空气的气流稳定，在中空微通道内的电场作用下，颗粒物气溶胶有效净化并沉积到中空微通道内，且颗粒物的偏转距离大幅减小易于附着到中空微通道内壁，保证了对气溶胶的高效率净化，且设置的蜂窝状的中空微通道便于蒸汽清洗，便于湿润且流速较快的蒸汽集中在中空微通道内的高效涮洗。

在线驻极体模块进风侧设有荷电模块，如钨极针。优选地，所述荷电模块包括高压放电模块，所述高压放电模块在荷电模块区域形成等离子体电荷区。颗粒物气溶胶通过等离子体电荷区带电后，使得颗粒物气溶胶带上电荷，进入中空微通道内更容易附着在中空微通道内壁，显著提高了颗粒物气溶胶的过滤效率。

如图5、图6所示，所述顶盖组件3包括连接并覆盖在第一框架7与第二框架9顶部的第三框架11、设置在所述第三框架11内侧的同步滑台10、固定所述同步滑台10的固定座12、设置在所述同步滑台10一端的电机支架14、设置在所述电机支架14上的电机15、连接所述同步滑台10与电机15的联轴器13，所述电机15的联轴器13。

优选地，所述第一框架7、第二框架9及第三框架11均由铝型材、角码及连接件拼接而成，不仅美观，而且耐腐蚀，便于模块化装配成各种规格。当然同样可采用钣金加工而成，优选耐腐蚀的不锈钢材质加工。

电机15安装在电机支架14上，固定座12和电机支架14螺接到同步滑台10，使用梅花型的联轴器13将电机15和同步滑台10传动连接。组装好的同步滑台10通过固定座12和第三框架11螺接。优选地，所述电机15为步进电机或伺服电机，易于进行精度控制，同时又能保证足够的力矩带动同步滑台的运动。

如图5所示，所述同步滑台10包括两条平行设置在所述第二框架9内侧的第一同步轨道与第二同步轨道、设置在第一同步轨道上的第一滑块16、设置在第二同步轨道上的第二滑块17、连接第一同步轨道与第二同步轨道的同步轴、设置在所述同步轴两端的第一链条与第二链条，所述第一链条与第一滑块16连接，所述第二链条与第二滑块17连接，以保证滑块同步运行。

在清洁再生时，所述电机15通过联轴器13、同步滑台10带动蒸汽再生组件2与污染物收集组件4沿在线驻极体模块表面进行同步往复运动。所述蒸汽再生组件2和污染物收集组件4同步进行运动，所述污染物收集组件4同步实时接收所述蒸汽再生组件2发出的蒸汽或气液混合物，通过将蒸汽再生组件2运动路径与污染物收集组件4设置得同步一致，还能实时接收蒸汽清洗后的污染物，集清洗与收集污染物于一体。

如图7、图8所示，所述蒸汽再生组件2包括设置在所述第二框架9底部的集水槽18、与所述同步滑台10相连的第一固定板22、竖直固定在所述固定板22上且与在线驻极体模块平行的气排管20、间隔设置在所述气排管20上的喷嘴21、与所述气排管20相连的蒸汽管路。

优选地，所述气排管20包括两根相连的方管，所述方管通过骑马卡19固定，所述方管上开具有螺纹孔，所述喷嘴21通过螺纹孔安装固定。所述蒸汽管路包括与气排管20中部连接的四通接头26、与四通接头26相连的蒸汽管、敷设在所述金属软管外侧的尼龙拖链28、与四通接头26分别相连的第一金属软管25与第二金属软管27，所述第一金属软管25、第二金属软管27另一端通过弯头24分别与气排管20上部、气排管20下部连通。

将喷嘴21、四通接头26、弯头24和端部的外丝堵头组装到气排管20上。两个气排管20通过方形的骑马卡19牢固连接。用金属软管接通四通接头26、弯头24，四通接头26另一出口用金属软管连接到配合使用的蒸汽源(如蒸汽发生器、电锅炉、成品蒸汽输送管道等)提供蒸汽出口处。使用尼龙拖链28将金属软管包住，保证气排管20移动时金属软管有支撑点，使得蒸汽管不打结，整体外观整洁。第一固定板22一面固定气排管20，另一面连接到顶盖组件的同步滑台10上。

优选地，所述喷嘴21喷射的蒸汽或气液混合物的温度为80～200℃，压力为0.2～0.8Mpa，蒸汽或气液混合物温度较高，保证了对顽固污渍的软化及清洗效果，且80～200℃的蒸汽温度，对绝大多数的顽固污渍有软化剥离的清除效果。进一步，喷嘴21喷射出的蒸汽或气液混合物到达在线驻极体模块表面的速度为20～80m/s，由于喷射出的蒸汽或气液混合物衰减速度快，因此，在设定到达在线驻极体模块表面的速度为20～80m/s时，清洁的效果优良。

在电机驱动下，实现同步滑台带动气排管移动，进一步用蒸汽自动化清洗在线驻极体模块。集水槽使用不锈钢板金折弯、焊接组成，一端配置焊接宝塔接头。两端固定到前、后面板组件的框架上。清洗过程中喷嘴处产生的蒸汽液化成水滴统一收集到集水槽中，集水槽设置了倾斜角度便于水流出。通过外接水管到焊接宝塔头，从而将集水槽中的水引入到指定位置。

优选地，所述污染物收集组件4包括壳体29、设置在壳体29上端与所述同步滑台10相连的第二固定板31、设置在所述壳体29底部的吸尘管32，所述壳体29的外形为直角梯形台状，所述壳体29的开口端与在线驻极体模块平行设置，所述壳体29的开口端上设有密封条，所述壳体29内间隔设有均流板。在电机驱动下，实现同步滑台同时带动蒸汽再生组件2与污染物收集组件4，实现清洗的同时收集污染物。PU吸尘管一端连接到密封管螺纹，另一端连接到配合使用的吸尘器出口处，将收集的污染物吸到吸尘器内。

整个装置可采用PLC模块编程控制，自动执行再生。在PLC控制电机作用下，同步滑台移动，实现一边利用蒸汽脉冲式清洁在线驻极体模块，一边运行污染物收集组件。前面板组件中行程开关控制同步滑台转向。PLC可以通过参数设置，实现调整步进电机脉冲速度、蒸汽的输送与关闭、吸收蒸汽开启与关闭、脉冲式清洗循环计次、每个模块是否循环清洗、蒸汽发生器保压时长等。

在线式原位再生，利用蒸汽有效对在线驻极模块原位清洁，由于蒸汽与污染气体运行路径一致，可实现在净化单元开机状态下在线驻极模块的全自动清洗，完全实现在线驻极模块原位再生。

装置净化持续高效，长久使用，采用全自动清洁机制，可实现多个时间段的在线式可再生清洗，再生过程可连续使用，保证了整个净化单元的在线驻极体模块始终处于洁净状态，进而保证了净化单元的净化效率始终处于高位，实现了净化的持续高效；维护便捷，蒸汽再生组件与污染物收集组件采用了同步运行，净化收集于一体，使用维护方便快捷，运维成本较低。

本发明的蒸汽再生颗粒物气溶胶过滤装置采用在线驻极体技术和原位自清洁再生技术，不仅能够高效处理颗粒物、细菌、病毒，而且能再生过程中可以不停机连续使用，随时随地自清洁再生，在提升空气品质的同时能够极大的降低运维成本。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。