自清洁的新型过滤器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种自清洁的新型过滤器，可广泛应用于工业除尘、送风机组及家庭空气净化等设备中。具有自清洁、过滤效率高、使用方便、免更换等特点。本实用新型采用创新设计的自清洁的机械过滤器和自清洁的静电除尘器串联构成的方案。自清洁的机械过滤器主要采用过滤介质颗粒相互摩擦，剥落分离灰尘的方法，进行自清洁。与其他方法共同配合，有效解决通常过滤器易堵、低效、频繁更换的不足。
【专利说明】自清洁的新型过滤器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种过滤空气中灰尘颗粒的过滤装置，尤其是能够自行清除所过 滤下来的灰尘，使过滤器保持清洁、高效。可广泛应用于工业除尘、大中型送风机组以及家 庭小型空气净化器等设备中。
【背景技术】
[0002] 目前，公知的空气除尘净化领域中使用的过滤器，多数是一次性的，容易堵塞需要 经常更换。导致过滤效率降低、能源浪费、二次污染、使用成本高等问题。还有部分使用水 洗、从外面反吸以及从外表面用刷子刷等清洁手段的自洁型过滤器。这一类的过滤器通常 存在以下缺点：水洗方式，因为过滤器通常是多层结构，水流不能直接冲刷过滤介质的表 面，许多灰尘无法清除，浪费水，还有可能形成二次污染；从外面反吸，由于灰尘有吸附特 性，反吸方式很难有效清除吸附的灰尘；刷子刷，只能清除表面的灰尘，不能清除内部的灰 尘。总之，当前这些自洁型过滤不能有效清洁过滤器中的灰尘，无法保证过滤器清洁、高效。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有的过滤器易堵、低效、需要经常更换、使用成本高的不足，本实用新 型提供一种组合式过滤器，运用创新设计的自清洁的机械过滤器和自清洁的静电除尘器串 联，该组合式过滤器具有自清洁、高效、不易堵、使用成本低廉、洁净度高等特点。
[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：在外壳中，由自清洁的机械过 滤器和自清洁的静电除尘器串联，构成高效的自清洁的新型过滤器。自清洁的机械过滤器 与自清洁的静电除尘器在过滤和自清洁时协同工作。自清洁的机械过滤器在前端，自清洁 的静电除尘器在后端。本方案采用的是上下结构，即自清洁的机械过滤器在下面，自清洁的 静电除尘器在上面。未过滤的空气从下端的进气口入，经过自清洁的机械过滤器，再经过自 清洁的静电除尘器后变成洁净空气，从上端的出气口排出。本实用新型的主要特点是自清 洁，下面分别介绍自清洁的机械过滤器和自清洁的静电除尘器所采用的技术方案。以下将 其分别简称为"机械过滤器"和"静电除尘器"。
[0005] 机械过滤器，采用两个同心的金属圆筒，内、外筒直径相差4?6厘米。圆筒的周 围冲成0. 5?1. 0毫米窄缝，形成网筒.为增加网筒强度也可冲成0. 5?1. 0毫米宽的长 方形网孔，长方形网孔的长度可根据金属筒的强度适当调整，不易变形即可。不宜冲圆孔， 圆孔不如长方形孔易清洁。同心网筒的两头，由开有与同心网筒直径相对应的圆形槽的端 盖封住，网筒口卡在端盖圆形槽中。其中外端面嵌着环形内齿齿轮的端盖为前端盖，另一为 后端盖。一根轴穿过同心网筒的中心，以及两头端盖的中心，固定成可自由旋转的轴对称结 构。此结构水平放置，即轴为水平方向。两个同心网筒之间形成一个环形的空腔，将约3/4 的空腔中填入直径1. 5?2. 0毫米的颗粒。选择容易清洁的颗粒，一般用陶瓷颗粒。这样同 心网筒和陶瓷颗粒就形成一个五层结构的过滤网。从下往上，第一层是同心网筒的外筒，第 二层是陶瓷颗粒层，第三层是同心网筒的内筒（轴的下方），第四层是同心网筒的内筒（轴 的上方），第五层是同心网筒的外筒。以下称这一结构为"过滤网筒"。
[0006] 本方案，过滤网筒的直径与高是相等的。过滤网筒的大小尺寸，可根据通风量的不 同作调整。一般不大于150毫米，通风量很大时可采用并列放置多个机械过滤器的方式解 决（本方案使用单只过滤网筒）。过滤网筒放置在长方形的过滤器壳中，过滤器壳立式放 置，下端设有进气口，上端设有出气口。过滤网筒放置在过滤器壳的下端靠近进气口的地方 (上端放静电除尘器）。长方形的过滤器壳，分为前壳和后壳。在前后壳上分别设有轴套， 过滤网筒的轴分别插入前后壳上的轴套内，有齿轮的一端朝向前壳。过滤器壳的尺寸与过 滤网筒的尺寸要配合好。必要时可以用有弹性的材料密封，密封材料要固定在过滤器壳上， 不能随着过滤网筒转动。同时还要保证过滤网筒能够自由转动（自清洁时需要转动）。目 的是迫使空气穿过过滤网筒，过滤其中的灰尘。空气的流动路径是：从下方进气口进入，经 过滤网筒的外筒，陶瓷颗粒层，过滤网筒的内筒，再穿过过滤网筒的内筒、外筒（陶瓷颗粒 只填充环形空腔的约3/4,空腔的上部没有陶瓷颗粒）。经过滤网筒过滤后的空气，接下来 再由静电除尘器进一步净化，最终从上方出气口排出。在过滤网筒的下面靠近过滤器壳的 两侧壁，分别设置一把刷子，刷子固定在外壳上。用于清除过滤网筒外壁上吸附的粗尘以及 絮状物。在前壳轴套下方对应于过滤网筒齿轮的地方开有圆孔，用于安装微型减速电机，带 有齿轮的电机轴穿过圆孔与过滤网筒的齿轮啮合。在清除过滤器灰尘时减速电机驱动过滤 网筒旋转。以上是机械过滤器的结构。
[0007] 机械过滤器过滤灰尘和自清洁的原理：
[0008] 机械过滤器过滤灰尘的原理，空气从下向上穿过过滤网筒（类似五层过滤网），从 而实现过滤、净化，主要过滤几十微米以上的灰尘颗粒，更小的灰尘颗粒由静电除尘器进一 步清除（清除范围约为〇. 1?50微米）。过滤灰尘时过滤网筒是不旋转的。
[0009] 机械过滤器自清洁的原理，过滤灰尘时，空气自下而上，分别穿过过滤网筒的外 筒、陶瓷颗粒层、过滤网筒的内筒，再次穿过过滤网筒的内筒、外筒。灰尘主要吸附在：过滤 网筒的外筒的外表面、陶瓷颗粒中、过滤网筒的内筒靠近陶瓷颗粒的这一侧面。清除过滤器 灰尘时，要求空气从上向下，反方向穿过过滤网筒，同时减速电机驱动过滤网筒旋转。顺时 针转几圈，再逆时针转几圈，如此反复，直至设置的自清洁时间结束。在自清洁过程结束后， 减速电机要驱动过滤网筒作小幅度的筛动，即顺时针旋转约10?15度角，再逆时针旋转 10?15度角。反复几次，目的是使过滤网筒空腔中的陶瓷颗粒在轴线两侧保持近似高度， 同时使陶瓷颗粒排列更紧密。驱动过滤网筒旋转使陶瓷颗粒在过滤网筒的环形空腔中相互 摩擦，以及与同心网筒壁相互摩擦，使同心网简空腔内壁以及陶瓷颗粒所过滤吸附的灰尘 分离、脱落。借助反向气流将灰尘从下端进气口吹至过滤器外，进入除尘袋或至大气中（这 由具体使用本过滤器的设备决定）。过滤网筒的外壁由固定在外壳上的两把刷子清洁，由于 絮状物容易积聚在刷子上，使过滤网筒顺逆交替旋转的目的，是使刷子上的絮状物脱落，让 气流吹出过滤器。
[0010] 静电除尘器，采用筒状结构，坚直放置。由金属圆筒或至少在筒的内壁衬有金属导 电层的非金属圆筒、十字形支架、带有齿轮可绕轴心旋转的除尘刷（均要绝缘）、减速电机、 中心金属电极丝构成。圆筒的直径一般以不大于120毫米为宜，根据需要可以调整，直径太 大会导致静电除尘器的体积变大，直径太小通风量太小。圆筒的高度以圆筒直径的1. 5倍 左右为宜。对于需要除尘的空气流量较大时，可根据需要用多个静电除尘器并列放置以增 大过滤通道。本实用新型为了方便扩展过滤通道，采用的方案是一个机械过滤器的过滤网 筒对应一个静电除尘器的圆筒（需要扩展过滤通道时，直接增加自清洁的新型过滤器单元 即可）。静电除尘器圆筒的直径约等于机械过滤器的过滤网筒直径的0.8倍。圆筒的导电 层接高压直流电源的正极。圆筒的两头安装十字形支架，每个十字形支架的十字心处有中 空的单端固定的短轴，用来支撑带齿轮的除尘刷。十字形支架中心的小孔，用来安装金属电 极丝。除尘刷由两端的"十字形"刷柄、齿轮和四把刷子构成，刷子安放在十字刷柄的对应 的十字端点之间。"十字形"刷柄的十字心处开有圆孔，用于套在十字形支架的中心短轴上， 以使除尘刷可自由旋转。在一只"十字形"刷柄上固定有环形内齿齿轮。除尘刷安装在圆 筒中，有齿轮的一端朝上，两端由十字形支架支撑。金属电极丝从一端的十字形支架的中心 小孔连接至另一端的十字形支架的小孔中，从圆筒的中心穿过。在十字形支架中心处固定， 并与高压直流电源的负极相连接。减速电机安装在圆筒上端口的筒壁上，减速电机的轴上 安装着与"十字形"刷柄上环形齿轮配套的小齿轮，电机轴靠近筒壁伸向筒内，与除尘刷上 的齿轮啮合。
[0011]自清洁时需要反向气流，关闭高压直流电源，接着启动筒壁上的减速电机，使除尘 刷在圆筒的内壁转动，扫落筒壁上的灰尘，借着反吹的气流，把除下的细尘吹向也正在旋转 着的过滤网筒，最终被吹到进气口外。
[0012] 本实用新型的有益效果是，能有效清除过滤器内部过滤下来的灰尘，减小风阻，避 免频繁更换过滤器，节能，高效。同时操作方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014] 附图中的虚线箭头表示气流方向，实线箭头表示旋转方向。
[0015] 图中1.外壳，2.微型减速电机，3.下端进气口，4.上端出气口，5.过滤网筒，6.静 电除尘器7.刷子，8.内齿齿轮，9.轴，10.后端盖，11.外筒，12.内筒，13.前端盖，14.陶 瓷颗粒，15.圆筒，16.十字形支架，17.除尘刷齿轮，18.刷子，19.金属电极丝，20.十字形 刷柄
[0016] 图1是实施例的正视图。
[0017] 图2是实施例的正面剖视图。
[0018] 图3是实施例的侧面局部剖视图。
[0019] 图4是实施例的内部三维结构图。
[0020] 图5是实施例的主要组成单元拆解图。
[0021] 图6是过滤网筒（5)的正视图。
[0022] 图7是过滤网筒（5)的侧视图。
[0023] 图8是过滤网筒（5)的三维拆解图。
[0024] 图9是过滤网筒（5)中陶瓷颗粒，在正常过滤时的形态，及气流方向的示意图。
[0025] 图10是过滤网筒（5)中陶瓷颗粒，在清除灰尘时顺时针旋转的形态，及气流方向 示意图。
[0026] 图11是过滤网筒（5)中陶瓷颗粒，在清除灰尘时逆时针旋转的形态，及气流方向 示意图。
[0027] 图12是刷子（7)三维图。
[0028] 图13是静电除尘器（6)侧视图。
[0029] 图14是静电除尘器（6)的三维图。
[0030] 图15是静电除尘器（6)的仰视图。
[0031] 图16是静电除尘器（6)的三维拆解图。
【具体实施方式】
[0032] 应该理解本实用新型是过滤器单元，不是完整的设备，工作时需要基本的外围设 备包括：风机、空气换向装置、电源、定时器等。
[0033] 如图1所示，本实施例的外壳（1)为长方形，有上端出气口（4)、下端进气口（3)， 气流从下端进气口（3)进入，从上端出气口（4)排出。
[0034] 如图2、4所示，本实施例有上下两部分串联构成，上方是静电除尘器（6)，下方是 机械过滤器。机械过滤器由过滤网筒（5)、刷子（7)、微型减速电机（2)、外壳（1)共同构成。
[0035] 本实施例的工作过程包括两种情况：工作状态（过滤）和自清洁状态。在工作状 态，两台微型减速电机（2)静止不动，静电除尘器（6)的金属电极丝（19)接通直流高压电 源负极，静电除尘器（6)的圆筒（15)的导电层接通直流高压电源正极。原始空气从下端进 气口（3)进入，穿过过滤网筒（5)，再通过静电除尘器￠)，净化过的空气从上端出气口（4) 排出。在自清洁状态，断开静电除尘器（6)的直流高压电源，启动两台微型减速电机（2)分 别驱动静电除尘器（6)的除尘刷（18)和过滤网筒（5)旋转，反吹气流从上端出气口（4)进 入，带走静电除尘器（6)中清扫下的灰尘，再带着灰尘穿过过滤网筒（5)，连同过滤网筒（5) 旋转摩擦清除下来的灰尘一并从下端进气口（3)吹出，连同被吹出的还有刷子（7)从过滤 网筒（5)外壁清除下来的粗尘和絮状物。
[0036] 图6、7是过滤网筒（5)的正视图和侧视图，可以看出过滤网筒（5)的一端有内齿 齿轮（8)，中间有轴（9)。
[0037] 图8是过滤网筒（5)的三维拆解图，过滤网筒（5)由开有直条窄缝的外筒（11)、 开有直条窄缝的内筒（12)、后端盖（10)、前端盖（13)、轴（9)以及陶瓷颗粒（14)组成。夕卜 筒（11)、内筒（12)以及前端盖（13)和后端盖（10)共同围成一个环形的空腔，即外筒（11) 和内筒（12)之间的空间。约3/4的环形空腔填充有陶瓷颗粒（14)。当过滤网筒（5)旋转 时，陶瓷颗粒在空腔中相互摩擦，从而清除过滤网筒（5)中的灰尘。借助气流灰尘将被吹出 过滤网筒（5)。
[0038] 图9是过滤网筒（5)中陶瓷颗粒，在正常过滤时的形态，及气流方向的示意图。如 图所示，过滤空气时，气体从下方穿过外筒（11)，穿过陶瓷颗粒层（14)，穿过内筒（12)，再 向上通过穿过内筒（12)、外筒（11)，过滤过的气体将进入静电除尘器（6)。
[0039] 图10、11是过滤网筒（5)中陶瓷颗粒，在清除灰尘时顺时针旋转、逆时针旋转的形 态，及气流方向示意图。虚线箭头表示气流方向，实线箭头表示旋转方向。从图上可以看出 陶瓷颗粒随着过滤网筒（5)的转动，产生位移、摩擦，从而使吸附在陶瓷颗粒以及筒壁上的 灰尘脱落，被气流吹走。同时可以看出气流会选择陶瓷颗粒较稀疏的地方通过，这里也是位 移最大，摩擦最剧烈，灰尘脱落最多的地方。因此自清洁的效率很高，同时洁净度很高。这 也是本实用新型区别其它过滤器的主要特征。
[0040] 图13是静电除尘器（6)的侧视图，结合图14、15、16，可以看出，静电除尘器（6)是 筒形结构，由十字形支架（16)、圆筒（15)、十字形刷柄（20)、刷子（18)、除尘刷齿轮（17)、 金属电极丝（19)、微型减速电机（2)构成。圆筒（15)为金属或内壁有金属导电层的非金 属材质，十字形刷柄（20)、刷子（18)、除尘刷齿轮（17)、十字形支架（16)均是绝缘材料制 成。十字形刷柄（20)、四个刷子（18)、除尘刷齿轮（17)构成一个除尘刷整体，除尘刷安装 在圆筒（15)内，上下由十字形支架（16)固定，除尘刷在其间可转动。金属电极丝，从上十 字形支架（16)中心小孔穿入，从下十字形支架（16)中心小孔穿出，拉直并固定在十字形支 架（16)的中心小孔处，其中一端接高压直流电源的负极。圆筒（15)的导电层接高压直流 电源的正极。微型减速电机（2)安装在圆筒（15)上筒口的安装架上，微型减速电机（2)轴 上的齿轮与除尘刷齿轮（17)啮合。
【权利要求】
1. 一种自清洁的新型过滤器，其特征是：所述自清洁的新型过滤器由自清洁的机械过 滤器和自清洁的静电除尘器串联构成。
2. 根据权利要求1所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述自清洁的机械过滤器 由过滤网筒（5)、刷子（7)、微型减速电机（2)、外壳（1)构成。
3. 根据权利要求2所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：刷子（7)设置在过滤网筒 (5)的外侧，并固定在外壳⑴上。
4. 根据权利要求2所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述过滤网筒（5)由外筒 (11)、内筒（12)、后端盖（10)、前端盖（13)、轴（9)及陶瓷颗粒（14)构成。
5. 根据权利要求4所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：陶瓷颗粒（14)位于外筒 (11)和内筒（12)之间。
6. 根据权利要求4所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述前端盖（13)上有齿 轮。
7. 根据权利要求1所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述自清洁的静电除尘器 是筒形结构，由十字形支架（16)、圆筒（15)、十字形刷柄（20)、刷子（18)、除尘刷齿轮（17)、 金属电极丝（19)、微型减速电机（2)构成。
8. 根据权利要求7所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述十字形刷柄（20)、刷子 (18)、除尘刷齿轮（17)构成除尘刷整体。
9. 根据权利要求8所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述除尘刷整体安装在圆 筒（15)中，上下由十字形支架（16)固定。
10. 根据权利要求7所述的自清洁的新型过滤器，其特征是：所述微型减速电机（2)安 装在圆筒（15)的上筒壁与除尘刷齿轮（17)啮合。
【文档编号】B01D50/00GK203842464SQ201420257482
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】潘其兵 申请人:潘其兵