一种便携式空气净化装置制造方法及图纸

一种便携空气净化器装置，将工作液体分散成为云雾状细小液滴或液柱，与空气混合，气体中的悬浮颗粒物与其它气态污染物被工作液体捕获去除，通过分离净化系统实现气液分离，获得洁净空气；采用在线净化装置保持工作液体洁净；采用水分回收系统实现水分回收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种便携式空气净化装置，特别是针对含有细小颗粒、氮氧化物与总有机碳的污浊空气净化的装置。
技术介绍
近年来空气质量日益恶化，空气中污染物与雾滴结合后，悬浮并富集于大气层底部，可对人体健康构成更严重威胁。目前空气净化装置采用的工作方法与原理主要有过滤、静电、吸附、紫外、光催化、液体鼓泡、液膜洗涤、文丘里管法八种；目前市场上已经出现个人便携式空气净化装置，其中大孔过滤装置不具备对细小颗粒物的有效去除能力；微孔过滤装置呼吸阻力大且易于堵塞；静电/负离子净化装置实际净化能力不足；其它各种装置，体积或重量较大，携带不便；此外，对空气中气态污染物，一般只有吸附方法可以去除，但吸附剂昂贵，且一般不能廉价再生，需要经常更换。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种重量小、能耗低、体积紧凑、去除率良好的空气净化装置，特别适于个人携带。本专利技术所采用的技术方案是:制造云雾状细小液滴并与用户吸入的空气形成混合物，空气与液体充分接触，液滴与空气中的细小悬浮物因布朗运动碰撞后，将悬浮物捕获；气态污染物溶解转移到液相；部分液体挥发到空气中。上述气液混合物进入分离净化系统，液体被分离与净化，空气供用户使用；利用用户呼出的气体实现在线反冲洗，回收工作液体；通过水分回收系统回收一部分用户呼出的水蒸气，实现在线补充。本专利技术的有益效果是，具备广谱空气净化功能，可以降低民用空气净化装置运行体积或能耗或维护成本，特别适于制成微型装置，作为口罩或便携式净化器使用。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术第一个实施例的工艺流程总图。图2是本专利技术第一个实施例的吸气状态下参与工作的各部件示意图。图3是本专利技术第一个实施例的分离净化系统的示意图。图4是本专利技术第一个实施例的在线净化装置构造示意图。图5是本专利技术第一个实施例呼气状态下参与工作的各部件工艺流程图。图1中，实线箭头表示吸气状态下工作流程；虚线箭头表示呼气状态下工作流程。图2中，1.吸气单向阀，2.造雾器，3.接触区，4.初级分离装置，5.在线净化装置，6.深度分离装置。图3中，4初级分离装置，5.在线净化装置。图4中，5.在线净化装置。图5中，3.接触区，4.初级分离装置，5.在线净化装置，6.深度分离装置，7.水分回收系统，8.呼气单向阀。 【具体实施方式】一 本实施方式为个人便携式净化装置，可随身携带或嵌入常规口罩中；工作流程如图1所示；通常外界温度低于体温，用户在面部或贴身佩戴装置本体时，装置工作温度通常接近并略低于体温；其它情况下装置工作温度接近并略高于外界温度。进气状态下参与工作的各部件如图2所示，按气体流向，依次设置吸气单向阀(1)、造雾器(2)、接触区(3)、初级分离装置(4)、在线净化装置(5)、深度分离装置(6)构成。吸气单向阀为橡胶膜片构造，外部有简单滤网，阻挡柳絮、纤维等大块悬浮物。用户吸气时形成微弱负压，吸气单向阀打开，外界空气流入；吸气单向阀膜片上镶嵌一块金属片作为吸气电源开关，随膜片动作可接通或断开电路；吸气时触发电源开关，启动造雾器，产生细小液滴；液滴与空气混合，向上进入接触区，污染物转移到液滴中；此时气体得到初步净化，但液滴中富集有害物质，需要通过分离净化系统，实现最终分离与净化。初级分离装置与在线净化装置组合成一体，如图3所示。初级分离装置由微孔陶瓷膜片构成，陶瓷表面分子具备强烈极性，水滴在陶瓷膜片表面附着后可充分铺展开，形成半连续水膜，阻力小，并可隔离大颗粒沙尘与少数大型雾滴；大型雾滴比表面积小，雾滴内部污染物浓度相对较低，无须随时再生，被初级分离装置分离后可直接回流到造雾器，从而降低气路阻力，减少在线净化装置工作负荷。初步分离后的气液混合物透过初级分离装置进入在线净化装置。其中，液体富含溶解氧。被处理空气中如含有气态污染物，也转移到水中，一般种类有二氧化硫、氮氧化物、氨、有机物等。在线净化装置如图4所示，由低压电激发氧化催化剂颗粒与聚四氟乙烯无纺布构成。催化剂载体为γ-氧化铝颗粒，包夹在无纺布内；构成无纺布的聚四氟乙烯纤维表面涂覆聚乙烯醇薄层，具备足够的亲水性，内部可形成半连续水体，阻力小，可保证足够持液性能；催化剂担载的通用活性组分由铂、锰、铁构成；对空气中氮化合物浓度较高的场合，活性组分中添加适量的钌；在低压直流电场作用下，催化剂活性中心被初次激发到高能态，其能级跃迀后，促进水合溶解氧分子分裂形成羟基自由基，活性中心恢复到基态；羟基自由基具备极高的氧化电位，其氧化能力仅次于氟；羟基自由基与液体中可能含有的溶解态污染物分子或离子在催化剂表面结合，电子发生迀移，二氧化硫转化为硫酸盐，氨与氮氧化物转化为硝酸盐并进一步转化为氮的亚稳态高级氧化物后继续分解为氮气与氧气，有机物转化为二氧化碳和水；污染物氧化过程中产生的能量，促进催化剂基态活性中心重新跃迀到激发态，再次产生羟基自由基，继续形成链式反应；链式反应一旦中止，直流电场重新激发催化剂活性中心，可再次形成反应，其运行功率低，且工作电压可确保人体安全；反应产生的少量过剩羟基自由基，可结合成为气态负氧离子，使净化后的空气感觉更加清新。羟基自由基氧化能力极强，在催化剂表面几个微米尺度范围内瞬间造成pH值剧烈波动，使γ-氧化铝载体缓慢释放出铝离子，对水中捕获的无机颗粒物产生絮凝效应，促进细小惰性无机颗粒形成大颗粒絮团，沉积到净化装置底部。深度分离装置由多孔疏水材料构成，截留的雾滴无法在材料表面铺展，在表面张力作用下聚结成大颗粒球形液滴，即“莲花效应”;疏水材料表面朝向呼入气流方向设置一组亲水导流纤维，深入到在线净化装置催化剂颗粒中，因毛细作用，可将球形液滴导入到入催化剂颗粒周围液膜中。经深度分离装置分离后的净化空气，水蒸气分压接近净化装置工作温度下饱和水蒸气分压。湿润空气长期与皮肤接触，通常不利于身体健康，但仅供呼吸使用时，通常感觉更加舒适。用户吸气过程结束后，吸气单向阀膜片关闭，断开吸气电源开关，造雾器与在线净化装置停止工作，减少电耗、水耗。呼气状态下参与工作的各部件如图5所示，按呼出气体流向，依次经过次级分离装置(6)、在线净化区(5)、初级分离装置(4)、接触区(3)、水回收装置(7)、呼气单向阀(8)0呼气单向阀膜片上同样镶嵌一块金属片作为呼气电源开关，随膜片动作可接通或断开电路。呼气单向阀膜片取适宜弹性系数，气流作用下不断颤动，可短促间歇接通电路，使造雾器短促、间歇制造少量雾滴，混入呼出气体中。用户一部分呼出气体依次逆向经过深度分离装置、在线净化装置、初级分离装置，实现在线反冲洗，恢复通透性能，为下一次吸气作准备，同时将深度分离装置微孔附近少量残余水分经过导流纤维吹回在线净化装置，下一次吸气时可实现净化，避免污染物富集后对下一次净化构成二次污染。用户呼出气体富含水蒸气，其分压接近体温下饱和水蒸气压力。低温下呼出气体中水蒸气可凝结成为雾滴或冰晶；温度下降幅度较小时，可形成过饱和水蒸气。呼气时造雾器在呼气单向阀电源开关控制下，间歇制造少量雾滴混入呼出气体，可为过饱和水蒸气提供凝集核心；当过饱和水蒸气分压超过Kelvin方程极限，即可在雾滴表面凝结为液态水，并形成大颗粒液滴。富含大颗粒液滴的呼出气体进入水分回收系统。水分回收系统由大孔疏水材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携空气净化装置，包括：吸气单向阀，在用户吸气时开启，允许外界空气流入；造雾器，将工作液体分散成为云雾状细小液滴或液柱，与空气充分接触，形成混合物，空气中悬浮颗粒物与其它气态污染物转移到液相；分离净化系统，将所述混合物分离净化，分离净化后的气体供用户使用；水分回收系统，将用户呼出的水蒸气回收，补充工作液体；呼气单向阀，在用户呼气时开启，允许呼出气体流出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广路，郝占宁，
申请(专利权)人：孙广路，郝占宁，
类型：发明
国别省市：辽宁;21