便攜式除塵裝置制造方法
【專利摘要】一種便攜式除塵裝置，涉及霧霾防治領(lǐng)域，包括殼體，進(jìn)氣管與殼體的下部連通，殼體的上部通過連接管與面罩連通，在殼體內(nèi)設(shè)有液體，在殼體內(nèi)腔設(shè)有氣相迷宮，所述的氣相迷宮至少在迎風(fēng)面設(shè)有吸附層。本發(fā)明通過設(shè)置的氣相迷宮和吸附層的配合，其中氣相迷宮延長(zhǎng)空氣路徑的同時(shí)還使空氣多次轉(zhuǎn)彎，由轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的離心力使空氣中的灰塵與吸附層接觸，并被吸附層吸附，從而降低空氣中的灰塵及細(xì)小顆粒物。與現(xiàn)有技術(shù)中的過濾和噴淋的原理均不相同，與過濾相比，本發(fā)明的呼吸阻力非常小，幾乎不會(huì)影響正常呼吸，且通過更換殼體內(nèi)的液體排出沉渣即可持續(xù)使用，使用成本低，對(duì)環(huán)境無污染。與噴淋相比，本發(fā)明無需電源和泵，降低了使用成本，也沒有噪音。
【專利說明】便攜式除塵裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及除塵及防治霧霾的領(lǐng)域，尤其是一種用于防治霧霾的便攜式除塵裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在灰塵較大的工況下，例如霧霾天氣下工作，現(xiàn)有技術(shù)中采用的防護(hù)措施多是采用口罩或過濾面罩，利用口罩或過濾面罩中的濾片將空氣中灰塵濾除。存在的問題是，口罩或?yàn)V片很難過濾小顆粒的灰塵，例如pm2.5及以下等級(jí)的小顆粒物,仍會(huì)進(jìn)入到人體的肺部積存，嚴(yán)重影響身體健康。采用更精密的濾片可以過濾細(xì)小的顆粒物，但是這也產(chǎn)生新的技術(shù)問題，更精密的濾片很容易被灰塵或細(xì)小顆粒物堵塞，而頻繁更換濾片的成本較高，且更換的濾片無法循環(huán)使用，造成新的環(huán)境污染。并且使用濾片，尤其是更精密的濾片后呼吸阻力較大，即呼吸困難，與正常呼吸模式不同，也會(huì)影響身體健康。
[0003]也有采用噴淋除塵的方式，但是因需要持續(xù)消耗電力來驅(qū)動(dòng)泵給噴頭供水，繼航時(shí)間較短，且泵會(huì)持續(xù)產(chǎn)生噪音，不適合用作移動(dòng)便攜的結(jié)構(gòu)。
[0004]中國(guó)專利文獻(xiàn)202909334U公開了一種便攜式空氣凈化器，采用干、濕兩級(jí)凈化的方式凈化空氣，其中濕級(jí)凈化采用了水洗的方案，并設(shè)有帶濾塵網(wǎng)孔的防濺球，即是結(jié)合了水洗和過濾的方式，其中防濺球是離開水面的。
[0005]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 103272465 A，公開了一種便攜式霧霾凈化裝置，采用兩級(jí)水洗的方式對(duì)空氣進(jìn)行凈化，并采用了小型氣泵作為動(dòng)力源，存在的問題是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，續(xù)航時(shí)間短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種便攜式除塵裝置，無需額外的動(dòng)力，除塵效果好，且呼吸阻力小，長(zhǎng)時(shí)間使用成本低。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種便攜式除塵裝置，包括殼體，進(jìn)氣管與殼體的下部連通，殼體的上部設(shè)有用于連接面罩的排氣口，在殼體內(nèi)設(shè)有液體，在殼體內(nèi)腔設(shè)有氣相迷宮，所述的氣相迷宮至少在迎風(fēng)面設(shè)有吸附層。
[0008]所述的液體浸沒進(jìn)氣管的進(jìn)氣口。
[0009]在進(jìn)氣管的進(jìn)氣口或進(jìn)氣管設(shè)有防止液體回流的單向閥。
[0010]所述的吸附層互相連接在一起，吸附層的下端浸沒在液體內(nèi)。
[0011]所述的氣相迷宮為多級(jí)迷宮結(jié)構(gòu)以獲得至少8個(gè)以上的轉(zhuǎn)彎；
其中交錯(cuò)布置的豎向隔板與殼體內(nèi)腔之間構(gòu)成第一級(jí)迷宮，而交錯(cuò)布置的橫向隔板與豎向隔板和殼體內(nèi)腔之間構(gòu)成第二級(jí)迷宮；
或者交錯(cuò)布置的橫向隔板與殼體內(nèi)腔之間構(gòu)成第一級(jí)迷宮，而交錯(cuò)布置的豎向隔板與橫向隔板和殼體內(nèi)腔之間構(gòu)成第二級(jí)迷宮。
[0012]在殼體內(nèi)腔的下部還設(shè)有液相迷宮，所述的液相迷宮大部分或全部位于液體的液面之下，液相迷宮由多層水平交錯(cuò)布置的隔板與殼體內(nèi)腔之間構(gòu)成，至少在隔板的下表面設(shè)有剛刺層。
[0013]進(jìn)氣管與氣相迷宮的進(jìn)口連接，氣相迷宮的出口與液相迷宮的進(jìn)口連接，液相迷宮的出口與排氣口連接；
或者進(jìn)氣管與液相迷宮的進(jìn)口連接，液相迷宮的出口與氣相迷宮的進(jìn)口連接，氣相迷宮的出口與排氣口連接。
[0014]排氣口通過連接管與面罩連接，在面罩上設(shè)有呼氣單向閥。
[0015]排氣口通過連接管與面罩連接，在面罩內(nèi)還設(shè)有過濾裝置和/或吸附裝置。
[0016]殼體的底部設(shè)有排渣口。
[0017]本發(fā)明提供的一種便攜式除塵裝置，通過設(shè)置的氣相迷宮和吸附層的配合，其中氣相迷宮延長(zhǎng)空氣路徑的同時(shí)還使空氣多次轉(zhuǎn)彎，由轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的離心力使空氣中的灰塵與吸附層接觸，并被吸附層吸附，從而降低空氣中的灰塵及細(xì)小顆粒物。與現(xiàn)有技術(shù)中的過濾和噴淋的原理均不相同，與過濾相比，本發(fā)明的呼吸阻力非常小，幾乎不會(huì)影響正常呼吸，且通過更換殼體內(nèi)的液體排出沉渣即可持續(xù)使用，使用成本低，對(duì)環(huán)境無污染。與噴淋相比，本發(fā)明無需電源和泵，降低了使用成本，也沒有噪音。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便制造，生產(chǎn)成本較低。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)化的方案中與本發(fā)明的液相迷宮結(jié)構(gòu)配合，設(shè)置的隔板和剛刺層可以確保液體與空氣的充分接觸，從而進(jìn)一步降低空氣中的灰塵及細(xì)小顆粒物。配合本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)化方案的組合后，本發(fā)明的除塵效果可以達(dá)到99%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本發(fā)明的實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 圖3為圖1的A-A剖視示意圖。
[0022]圖4為本發(fā)明的實(shí)施例3的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:進(jìn)氣管I，第一單向閥2，第二單向閥3，進(jìn)氣口 4，氣相迷宮5，豎向隔板51，橫向隔板52，吸附層53，液相迷宮6，隔板61，剛刺層62，殼體7，連接管8，面罩9，呼氣單向閥10，排渣口 11，液體12，排氣口 13。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1:
如圖1中所示，一種便攜式除塵裝置，包括殼體7，進(jìn)氣管I與殼體7的下部連通，在本例中，進(jìn)氣管I的進(jìn)氣口 4優(yōu)選設(shè)置在殼體7的底部，殼體7的上部通過連接管8與面罩9連通，在殼體7內(nèi)設(shè)有液體12，在殼體7內(nèi)腔設(shè)有氣相迷宮5，所述的氣相迷宮5至少在迎風(fēng)面設(shè)有吸附層53，當(dāng)然能設(shè)置更多的吸附層53也是可行的。與現(xiàn)有技術(shù)中不同的，本發(fā)明以吸附的方式來降低空氣中的灰塵，通過液體12使吸附層53保持濕潤(rùn)，吸附空氣中的灰塵及細(xì)小顆粒物。由此結(jié)構(gòu)，本發(fā)明幾乎沒有風(fēng)阻，從而不會(huì)影響正常呼吸。參見圖1中，空氣從進(jìn)氣管I的下端進(jìn)氣口 4進(jìn)入到殼體7內(nèi)腔的氣相迷宮5，在轉(zhuǎn)彎過程中，空氣中的灰塵因?yàn)殡x心力作用與吸附層53接觸，從而被吸附在吸附層53上，以減少最終進(jìn)入到面罩9內(nèi)的空氣中所攜帶的灰塵，提供清潔的空氣。該結(jié)構(gòu)適用于灰塵含量較少的工況。優(yōu)選的吸附層53采用具有大比表面積且利于保持水分的織物，例如毛絨織物，起絨布料或者無紡布，其他的帶絨毛的片狀物也是可行的。使用過程中，偶爾搖晃殼體7，可以使液體12濕潤(rùn)吸附層53，以提高吸附層53的吸附效果，還可以清理吸附層53上吸附的灰塵。
[0025]優(yōu)選的如圖1，所述的氣相迷宮5為多級(jí)迷宮結(jié)構(gòu)，其中交錯(cuò)布置的豎向隔板51與殼體7內(nèi)腔之間構(gòu)成第一級(jí)迷宮,而交錯(cuò)布置的橫向隔板52與豎向隔板51和殼體7內(nèi)腔之間構(gòu)成第二級(jí)迷宮。
[0026]或者如圖4中,氣相迷宮5交錯(cuò)布置的橫向隔板52與殼體7內(nèi)腔之間構(gòu)成第一級(jí)迷宮，而交錯(cuò)布置的豎向隔板51與橫向隔板52和殼體7內(nèi)腔之間構(gòu)成第二級(jí)迷宮。
[0027]以此類推，也可以根據(jù)體積，采用更多級(jí)的迷宮結(jié)構(gòu)。由此結(jié)構(gòu)，在增加空氣路徑的同時(shí)，還增加空氣的轉(zhuǎn)彎次數(shù)，例如至少8個(gè)轉(zhuǎn)彎以上，當(dāng)風(fēng)速較高時(shí)，在轉(zhuǎn)彎的位置，產(chǎn)生的離心力將空氣中的顆粒物甩向吸附層53，每次的轉(zhuǎn)彎，均完成一次離心分離的過程，因此較多的轉(zhuǎn)彎可以更好的提升吸附除塵的效果。從前述的，本發(fā)明主要是以吸附除塵為主的，更多的轉(zhuǎn)彎次數(shù)可以有效增加空氣中攜帶的灰塵與吸附層53的接觸幾率，從而進(jìn)一步提高了除塵的效果。 只需要空氣通路中的最小截面積大于人體中鼻腔通路的最小截面積，則幾乎不會(huì)影響使用者正常的呼吸。
[0028]需要說明的是，更多的轉(zhuǎn)彎也會(huì)增加氣阻，因此，將氣相迷宮5，設(shè)置為活動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)污染程度進(jìn)行更換是更佳的，經(jīng)測(cè)試，在空氣污染指數(shù)達(dá)到400以上時(shí)，轉(zhuǎn)彎個(gè)數(shù)最好在25~35個(gè)；而空氣污染指數(shù)達(dá)到300-400時(shí)，轉(zhuǎn)彎個(gè)數(shù)最好在20-25個(gè)，在空氣污染指數(shù)達(dá)到200-300時(shí)，轉(zhuǎn)彎個(gè)數(shù)最好在15~20個(gè)；在空氣污染指數(shù)達(dá)到100-200時(shí)，轉(zhuǎn)彎個(gè)數(shù)最好在10-15個(gè)。
[0029]優(yōu)選的方案如圖1中，所述的液體12浸沒進(jìn)氣管I的進(jìn)氣口 4。由此結(jié)構(gòu)，空氣在進(jìn)入氣相迷宮5前，還經(jīng)過了一次水洗的程序，這降低了氣相迷宮5的處理強(qiáng)度，提高了除塵效果。由此結(jié)構(gòu)，氣相迷宮5還便于吸附空氣中的水汽，避免增加排出空氣中的濕度。
[0030]優(yōu)選的方案如圖1、2中，在進(jìn)氣管I的進(jìn)氣口 4或進(jìn)氣管I設(shè)有防止液體回流的單向閥。由此結(jié)構(gòu)，可以避免在運(yùn)動(dòng)過程中，液體12從進(jìn)氣管I泄漏，即空氣只能從進(jìn)氣管I進(jìn)入到殼體7，而空氣和液體均不能從進(jìn)氣管I排出。優(yōu)選的方案中，排氣口 13通過連接管8與面罩9連接，同時(shí)在所述的面罩9上設(shè)有呼氣單向閥10。由此結(jié)構(gòu)，便于呼出的廢氣排出，在吸氣時(shí)，該呼氣單向閥10處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0031]由于本發(fā)明經(jīng)過了初次的過濾，空氣中攜帶的灰塵或顆粒物已經(jīng)大幅減少。因此，對(duì)于要求特別高的場(chǎng)合，仍可以配合過濾裝置使用，例如前述的精密濾片，以提供更為潔凈的空氣，由于經(jīng)過吸附處理，可以大大延長(zhǎng)精密濾片的正常使用壽命。
[0032]優(yōu)選的方案中，所述的面罩9內(nèi)還設(shè)有吸附裝置。這里的吸附裝置主要用于吸附或降解有害氣體，例如甲醛、二氧化硫等，常用的吸附裝置采用木炭、光觸媒材料等。與本發(fā)明的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合后，吸附裝置的使用壽命也可以得到延長(zhǎng)。
[0033]如圖1、2中，殼體7的底部還設(shè)有排渣口 11。由此結(jié)構(gòu)，便于排出殼體7內(nèi)使用過的液體。
[0034]優(yōu)選的結(jié)構(gòu)如圖3中，所述的吸附層53互相連接在一起，吸附層53的下端浸沒在液體12內(nèi)。由此結(jié)構(gòu)，通過毛細(xì)原理使吸附層53始終保持濕潤(rùn)，以獲得更好的吸附效果，且不用頻繁的去搖晃殼體7。
[0035]上述的優(yōu)化方案可組合使用。
[0036]實(shí)施例2: 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，水洗與吸附的方案進(jìn)行組合，雖然可以進(jìn)一步提高除塵的效果，但是仍然低于預(yù)期，尤其是水洗的效果低于預(yù)期，例如中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 103272465 A，公開的一種便攜式霧霾凈化裝置，即便經(jīng)過兩級(jí)水洗后，除塵效果也僅有40%~70%，并與氣流速度有關(guān)，當(dāng)氣流速度升高時(shí)，除塵效果趨于下降。經(jīng)仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)在水洗過程中，由于氣泡的存在，在水的表面張力影響下，灰塵與水的接觸并不充分，因此影響了水洗除塵的效果。
[0037]為克服上述的技術(shù)問題，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上如圖2中所示的優(yōu)化方案中，在殼體7內(nèi)腔的下部還設(shè)有液相迷宮6，本例中的液相迷宮6大部分或全部位于液體12的液面之下，由于空氣形成的氣泡在進(jìn)入殼體后會(huì)抬高水位，因此液相迷宮6大部分位于液面之下是可行的。在液相迷宮6的上方設(shè)置氣相迷宮5。本例中，優(yōu)選將進(jìn)氣管I設(shè)置在殼體7靠近底部的側(cè)壁，或靠近側(cè)壁的底部位置。以延長(zhǎng)空氣路徑。
[0038]液相迷宮6由多層交錯(cuò)布置的隔板61與殼體7內(nèi)腔之間構(gòu)成，優(yōu)選的隔板61都是成水平布置的，至少在隔板61的下表面設(shè)有剛刺層62，液相迷宮6的底部高于進(jìn)氣管I的進(jìn)氣口 4。設(shè)置液相迷宮6的作用在于使進(jìn)入殼體7內(nèi)的空氣與液體12充分接觸，以進(jìn)一步提高除塵的效果。設(shè)置的剛刺層62采用類似魔術(shù)貼中剛性刺勾的結(jié)構(gòu)，利用剛刺層62中的剛性刺刺破和切割氣泡，在氣泡沿著液相迷宮6的水平布置的隔板61下表面翻滾前進(jìn)的過程中，剛刺層62持續(xù)刺破和切割氣泡，進(jìn)一步增加空氣中攜帶的灰塵與液體12的接觸幾率，從而提高液體吸附灰塵的效果，如圖2中所示，氣泡會(huì)趨于變小，從而增加了與水的接觸面積。雖然會(huì)略微增加呼吸的風(fēng)阻，但是該優(yōu)化結(jié)構(gòu)的除塵效果非常理想，除塵效果可以達(dá)到95%以上，非常適用于灰塵含量較高的工況，尤其是適用于pm2.5及以下等級(jí)的小顆粒物含量較高的工況。
[0039]實(shí)施例3:
在實(shí)施例1和2的基礎(chǔ)上，可選的方案如圖4中，進(jìn)氣管I與氣相迷宮5的進(jìn)口連接，氣相迷宮5的出口與液相迷宮6的進(jìn)口連接，液相迷宮6的出口與排氣口 13連接；由此結(jié)構(gòu)，先通過氣相迷宮5吸附較大顆粒的灰塵，例如pmlO以上的灰塵，再通過液相迷宮6吸附較小顆粒的灰塵，可以更好的發(fā)揮吸附效率，尤其是可以提高液相迷宮6中液體的吸附容量，即可以吸附更多的顆粒物之后再更換液體。尤其是，通過采用富含負(fù)離子的液體作為吸附液，例如富含0H-和其他負(fù)離子的水，可以更好的吸附空氣中帶有正電荷的顆粒物，而這種吸附效果對(duì)于較小顆粒，例如PmlO以下的灰塵才是更有效地。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式除塵裝置，包括殼體(7)，進(jìn)氣管(I)與殼體(7)的下部連通，殼體(7)的上部設(shè)有用于連接面罩(9)的排氣口(13)，其特征是:在殼體(7)內(nèi)設(shè)有液體(12)，在殼體(7)內(nèi)腔設(shè)有氣相迷宮(5)，所述的氣相迷宮(5)至少在迎風(fēng)面設(shè)有吸附層(53)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:所述的液體(12)浸沒進(jìn)氣管(I)的進(jìn)氣口(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:在進(jìn)氣管(I)的進(jìn)氣口(4)或進(jìn)氣管(I)設(shè)有防止液體回流的單向閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:所述的吸附層(53)互相連接在一起，吸附層(53)的下端浸沒在液體(12)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:所述的氣相迷宮(5)為多級(jí)迷宮結(jié)構(gòu)以獲得至少8個(gè)以上的轉(zhuǎn)彎； 其中交錯(cuò)布置的豎向隔板(51)與殼體(7)內(nèi)腔之間構(gòu)成第一級(jí)迷宮，而交錯(cuò)布置的橫向隔板(52)與豎向隔板(51)和殼體(7)內(nèi)腔之間構(gòu)成第二級(jí)迷宮； 或者交錯(cuò)布置的橫向隔板(52)與殼體(7)內(nèi)腔之間構(gòu)成第一級(jí)迷宮，而交錯(cuò)布置的豎向隔板(51)與橫向隔板(52)和殼體(7)內(nèi)腔之間構(gòu)成第二級(jí)迷宮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:在殼體(7)內(nèi)腔的下部還設(shè)有液相迷宮(6)，所述的液相迷宮(6)大部分或全部位于液體(12)的液面之下，液相迷宮(6)由多層水平交錯(cuò)布置的隔板(61)與殼體(7)內(nèi)腔之間構(gòu)成，至少在隔板(61)的下表面設(shè)有剛刺層(62)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:進(jìn)氣管(I)與氣相迷宮(5)的進(jìn)口連接，氣相迷宮(5)的出口與液相迷宮(6)的進(jìn)口連接，液相迷宮(6)的出口與排氣口(13)連接； 或者進(jìn)氣管(I)與液相迷宮(6)的進(jìn)口連接，液相迷宮(6)的出口與氣相迷宮(5)的進(jìn)口連接，氣相迷宮(5)的出口與排氣口(13)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:排氣口(13)通過連接管(8)與面罩(9)連接，在面罩(9)上設(shè)有呼氣單向閥(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:排氣口(13)通過連接管(8)與面罩(9)連接，在面罩(9)內(nèi)還設(shè)有過濾裝置和/或吸附裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便攜式除塵裝置，其特征是:殼體(7)的底部設(shè)有排渣口(11)。
【文檔編號(hào)】B01D50/00GK103933682SQ201410153735
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】孫宜華, 盧遙, 方亮 申請(qǐng)人:三峽大學(xué)