[0001] 技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種空氣過濾器，具體地說涉及一種可用于生物防護的空氣過濾器。
[add] 背景技術(shù)
[0003] 空氣過濾器廣泛應用于電子、精密儀器儀表、機械、冶金、化工、紡 織、醫(yī)藥、生物工程、食品、化妝品等各個領(lǐng)域。因使用環(huán)境的不同，有多 種空氣過濾器，根據(jù)過濾效率的不同，空氣過濾器可分為高效過濾器、中效 過濾器、粗效過濾器等。其中粗效過濾器一般采用復合纖維、非織造布等作 濾料。中效過濾器一般選用聚丙烯濾材、非織造布或玻璃纖維作濾料，可用 于一般空調(diào)系統(tǒng)的凈化過濾，中效、粗效過濾器還可以作為高效過濾器的前 置過濾器，以減少高效過濾器的負荷，延長其使用壽命。高效空氣過濾器一 般選用玻璃纖維作濾材，具有過濾效率高、容塵量大、阻力小等特點。
[0004] 活性炭具有豐富的微孔、很大的比表面積、優(yōu)異的吸附性能以及良好的 還原能力，是一種高效吸附材料，可以吸附和過濾空氣中的異味臭氣、煙 味、微小粒子，適用于各種空調(diào)通風系統(tǒng)，能有效潔凈空氣。市面上有采用 超細合成纖維，配備優(yōu)質(zhì)活性炭的空氣過濾器，據(jù)稱能有效吸附和過濾塵 螨、花粉、細菌、油煙、臭氣異味。這種空氣過濾器一般為一級過濾結(jié)構(gòu)。
[0005] 市面上也有一些兩級過濾結(jié)構(gòu)的空氣過濾器。如HAF的粗高效復式過濾 器，其結(jié)構(gòu)分粗效過濾器和高效過濾器兩部分，粗效過濾器選用化纖類物料 作為濾材，首先將氣體中15微米以上的塵粒濾掉，從而減輕高效過濾器的負 荷。高效過濾器選用濾紙或濾布作為濾材，可達到過濾3～5微米的塵粒的效 果。其濾芯結(jié)構(gòu)分筒式折疊型和方箱型。該過濾器為大流量，高效率，可做 風機或壓縮機的人口過濾裝置。還有一種KLQ空氣過濾器，其濾芯由粗效的 一級方框空濾芯與高中效的二級方框空濾芯組成，濾材分別選用短纖維棉和 玻璃纖維棉，過濾精度分別為10μm和2μm，過濾效率達到98％和99.97％。 這些兩級結(jié)構(gòu)的空氣過濾器，不能防護細菌、病毒等微生物。
[add] 發(fā)明內(nèi)容
[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種具有高效過濾性能的生物防護空氣過濾器。本 發(fā)明的空氣過濾器包括兩級過濾結(jié)構(gòu)，每級過濾結(jié)構(gòu)含有高效濾材層和活性 炭吸附層。
[0007] 該空氣過濾器的設(shè)計有兩個特點：一是兩級過濾結(jié)構(gòu)，兩級濾層之間按 135°夾角布設(shè)，減少盲區(qū)面積，降低針孔效應產(chǎn)生的概率，同時達到提高 總捕集效率的目的。濾材選擇高效低阻玻璃纖維，它對低濃度亞微米級粉塵 有很高的捕集效率在99.99％，因其不含活性物質(zhì)，因而通常被認為是所有無 機纖維中最安全的材料。二是吸附與過濾互補，每級過濾結(jié)構(gòu)含有高效濾材 層和活性炭吸附層。根據(jù)活性炭微孔的孔徑在0.5～50nm之間，單位材料中 微孔的總內(nèi)表面積可高達(700～2300)m2/g和活性炭能夠吸附某些空氣微 生物的特點，在兩級HEPA濾材之間設(shè)置了活性炭吸附層。該過濾器在 30L/min流量下使用初期最大壓降為30mm±5mm水柱，透過率低于0.001％， 有效過濾時間最低可保證6h。三是具有殺滅病原體功能。第一級過濾結(jié)構(gòu)中 的活性炭層中含有銀離子，對微生物具有一定的殺滅作用，增強了過濾器的 防護效果。
[0008] 該過濾器用于給風系統(tǒng)中，對風壓和風量要求較低，在120L/min氣體流 量下有99.999％的過濾效果(油霧法或鈉焰法)。過濾器采用罐式結(jié)構(gòu)，從 進氣口1到出氣口6主要由以下材料組成：丙綸非織造布疏水層2、低阻高效 玻纖濾紙層3、具有銀鹽的活性碳層4、低阻高效玻纖濾紙層3、活性碳纖維 非織造布層5、丙綸非織造布疏水層2，見附圖1。
[0009] 該過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要作用如下：
[0010] (1)丙綸非織造布疏水層2，因為生物氣溶膠主要以霧氣形式成為氣溶 膠，當微生物濃度較大時，會發(fā)生聚集而沉降。以丙綸為第一隔離層，可以 降低氣溶膠微粒中水分，提高微生物濃度促使其聚集沉降。
[0011] (2)低阻高效玻纖濾紙層3，玻璃纖維是目前最常見的價格低廉的高效 濾材，過濾效率一般在99.9％～99.999％之間，一般情況下。玻璃纖維在本過 濾器中起主要的過濾作用，在本過濾器中使用玻纖濾紙的效率為99.99％。
[0012] (3)銀鹽活性碳層4，該層采用0.1％的硝酸銀蒸餾水溶液浸泡普通活性 碳，在一定的攪拌下加熱烘培，使水分蒸發(fā)，將硝酸銀固化于活性碳的表 面，活性碳對微生物的過濾作用不強，但是當微量通過玻璃纖維層的微生物 ——細菌或病毒，活性碳表面具有很多的微孔結(jié)構(gòu)，微生物在微孔中吸附、 解離，小于0.3微米的微生物主要以布朗運動為主，活性碳的比表面積很 大，在一定程度上將微生物運動范圍限制在該層，延長它們通過該層的時 間，同時活性碳層中的銀離子具有一定的殺菌作用，對細菌、病毒等微生物 可進一步的阻隔和并在一定程度上殺滅。
[0013] (4)第二層低阻高效玻纖濾紙層3，由于微生物氣溶膠對人體危害因微 生物種類差異很大，為防止烈性微生物對人體的危害，我們必須考慮小概率 事件，在活性碳層后設(shè)計第二層低阻高效玻纖濾紙層3，阻力增加一倍，效 率在99.999％以上，通常可以達到99.9999％(油霧法或鈉焰法測定)，這樣 在有效提高過濾效率的前提下，阻力提高不大，優(yōu)于采用單層99.9999％的玻 璃纖維濾紙(這種類型的濾紙的阻力通常比99.99％的濾紙要高幾倍以上)， 兩層玻璃纖維實際上相當于兩個過濾器串聯(lián)為兩級結(jié)構(gòu)過濾。同時當該過濾 器用于較大氣體流量的情況下，使用中一旦第一層玻纖濾紙層3發(fā)生針孔效 應，經(jīng)過銀鹽活性碳層4重新分配氣流量后，第二層玻纖濾紙3也可以起到較 好的防護作用，提高使用的安全性。
[0014] (5)活性碳纖維非織造布層5，活性碳纖維是將紡絲液中加入大量活性 碳，使活性碳發(fā)揮吸附作用，可用于敷料，該層的主要作用是阻擋玻纖微 粒，盡管很多研究者認為玻纖是一種安全的材料，但是也有少數(shù)學者認為玻 纖微粒會對人體產(chǎn)生一定的刺激，當在較高氣流量的條件下，我們不排除有 微量玻纖微粒，所以使用活性碳纖維非織造布層起阻隔作用，另外活性碳纖 維非織造布也可與活性碳層起相近的作用
[0015] (6)第二層丙綸非織造布疏水層2，該層主要是為避免由于與人呼吸一 側(cè)接近，不可避免的也會有一定的水蒸氣，水蒸氣進入過濾器，會降低過濾 器對微生物氣溶膠污染側(cè)的氣體的過濾效果，同時痕量通過過濾器的微生物 也不能與水分結(jié)合，可以提高微生物沉降的可能性。
[0016] 本發(fā)明的空氣過濾器采用了傳統(tǒng)的防化學毒劑過濾器的外形，玻璃纖維 用托盤支撐，托盤通過過濾器上的加強筋固定，兩帶孔隔板夾活性炭層，用 彈簧壓牢避免其散落，兩玻璃纖維的托盤中放置丙綸非織造布疏水層和活性 碳纖維非織造布，該設(shè)計基本上不需要更改防化學毒劑過濾器的生產(chǎn)模具， 直接利用原有設(shè)備就能夠生產(chǎn)。該過濾器主要用于微生物防護，過濾微生物 氣溶膠，也可用于醫(yī)藥、生物工程等領(lǐng)域。
[add] 附圖說明
[0017] 圖1為本發(fā)明空氣過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 圖2為本發(fā)明空氣過濾器的結(jié)構(gòu)半剖面示意圖。
[add] 具體實施方式
[0019] ? ? ? ? ? ? ? ?實施例一空氣過濾器的結(jié)構(gòu)和性能檢測
[0020] 本發(fā)明的空氣過濾器的罐體11為圓柱形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)從罐底到罐頂依次為 過濾器下蓋7、丙綸非織造布疏水層2、低阻高效玻纖濾紙層3、隔板8、具有 銀鹽的活性碳層4、丙綸非織造布疏水層2、隔板8、彈簧9、隔板8、低阻高 效玻纖濾紙層3、活性碳纖維非織造布層5、丙綸非織造布疏水層2，見附圖 2。其中彈簧的作用是把含銀鹽的活性炭層4壓實、與其相鄰的丙綸非織造布 疏水層2的作用是避免活性炭層擴散。
[0021] 本發(fā)明的空氣過濾器經(jīng)過多項檢測，結(jié)果如下：
[0022] 1、GB/T2892-1995《過濾式防毒面具濾毒罐性能試驗試驗方法》，標準 要求：油霧透過系數(shù)＜0.01％。
[0023] 隨機抽取5個樣品實驗結(jié)果如下：
[0024] 0.000055％、0.000052％、0.000055％、0.000055％、0.000055％(由國家 勞動保護用品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心測定)
[0025] 2、GB/T2892-1995《過濾式防毒面具濾毒罐性能試驗試驗方法》，標準 要求：油霧透過系數(shù)＜0.01％。
[0026] 隨機抽取5個樣品實驗結(jié)果如下：
[0027] 0.00010％、0.00006％、0.00004％、0.000016％、0.000010％(由 GB/T2892制定單位、國防科學技術(shù)工業(yè)委員會計量認可單位——新華化工 廠計量測試中心測定)
[0028] 3、氯化鈉氣溶膠過濾效果試驗，測試氣體流量30L/min、50L/min、85 L/min、100L/min、125L/min，要求過濾效率＞99.99％。
[0029] 隨機抽取5個樣品實驗結(jié)果均大于99.999％(由GB/T2892制定單位中國 人民解放軍防化研究院測定)

[0030] 4、靈感菌過濾效果評價試驗。醫(yī)用氣溶膠發(fā)生器產(chǎn)生靈感菌氣溶膠， 氣溶膠流量28.3L/min，檢測隨機抽取的過濾器在6小時內(nèi)的過濾效果，(軍 事醫(yī)學科學院微生物流行病研究所測定)

原文來源：http://www.joltsites.com/