煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件的制作方法

本实用新型属于煤矿作业场所职业病危害防治技术领域，涉及一种煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件。

背景技术：

目前全国每年新发尘肺病例50％在煤矿，煤矿职业病主要危害因素是呼吸性煤尘、呼吸性矽尘、呼吸性水泥尘。在煤矿行业中，由于工种不同及岗位变化，工人可分别接触到煤尘、矽尘、水泥尘、煤矽水泥混合尘，工人尘肺患病率差异很大其中矽肺占12％左右，煤工尘肺87％左右，水泥尘肺占1％左右。针对煤矿粉尘危害典型特点，创造性地研制生产适用于煤矿行业防御煤尘(无烟煤尘、褐煤尘、长熖煤尘、不黏煤尘、气煤尘、肥煤尘、焦煤尘、瘦煤尘、贫煤尘)、矽尘、水泥尘防尘口罩用的过滤元件，遏制煤工尘肺、矽肺、水泥尘肺的发生是十分必要的。

煤矿以往使用的自吸过滤式防颗粒物呼吸器滤料分别由二层材料组成(一层无纺布加一层溶喷过滤布)或三层材料组成(一层无纺布加一层溶喷过滤布加一层填充纤维棉)或四层材料组成(一层无纺布加二层溶喷过滤布加一层静电棉)，自吸过滤式防颗粒物呼吸器过滤效率测试介质是氯化钠(NaCI)雾态气溶胶(亦称氯化钠口罩)。

煤矿行业实际存在的有害标志物是煤尘、矽尘、水泥尘(以分散相处于悬浮状态的固体粒子)。煤尘是有机高分子化合物属油性物质，矽尘属非油性物质，水泥尘属亲水性物质，煤矽水泥尘的表面化学性质介于油性和非油性之间，安息角角介于27°～45°，流动性介于好中差三种。生产性机械破碎的煤矽水泥尘具有立方体、片状球状、针状、块状等多种几何特征，用氯化钠口罩进行的实体粉尘穿透试验显示：该口罩极易被煤矽水泥尘击穿，进而使煤矽水泥尘长驱直入呼吸道，氯化钠口罩不适用煤矿个体防尘。

粉尘的特性和特征是防尘科学工程中最基本的内容，凡涉及防尘口罩的理论研究、产品制造和分类适用均离不开对实体粉尘的综合试验，没有实体粉尘的综合试验，关于防尘口罩的一切论述文献应用将无从谈起。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，以解决降低和改善煤矿粉尘场所接尘人员吸入含尘气流中的颗粒物浓度质量至安全标准的技术问题。

为了实现上述发明目的，本实用新型所采用的技术方案如下：

煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，过滤元件本体由依次叠加的各个过滤层结构组成，其中，首层是选用凹凸状无纺布，用于降低煤尘、矽尘、水泥尘附着力的减附层(101)；第二层是选用植入负电荷静电纤维，用于捕集带有正电荷的煤尘、矽尘、水泥尘的负电层(102)；第三层是选用植入正电荷静电纤维，用于捕集带有负电荷的煤尘、矽尘、水泥尘的正电层(103)；第四层是选用植入正负电荷疏水静电纤维，用于捕集带有正负电荷的煤矽水泥混合尘的正负电层 (104)；第五层是选用熔喷过滤布，用于气固两相流动时，将不带电荷的煤尘、矽尘、水泥尘固体颗粒从气流中分离出去的过滤层(105)。

所述的煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，过滤元件本体是一片上部为突出R形，左右两侧对等平行，底部水平状的滤料制品放置在防尘口罩滤尘盒里。

所述的煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，过滤元件的本体是一对圆型滤料制品分别放置在防尘口罩两个滤尘盒里。

所述的煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，过滤元件本体是一对有连接装置的圆型滤料制品分别安装在防尘口罩两侧。

所述的煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，过滤元件本体各个层的孔径为 0.30-1.0μm。

所述的煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，过滤元件本体的五层复合材料是采用超声波压合成型的结构。

本实用新型的优点及积极效果如下：

防御粉尘目标精确、过滤效率、容尘性能符合实际需求、吸气阻力低，适于煤矿所有接尘人员应用。在煤矿作业场所粉尘浓度符合国家职业卫生标准，符合可更换式半面罩指定防护因数(APF＝10，其所适用的环境粉尘浓度不应超过 10倍的职业卫生标准)，符合滤料制品适用时间条件下，产品预期可将煤工在20 年的工作时期内粉尘吸入肺内沉着量控制在4g以下。(病理解剖证明：肺内粉尘沉着总量在4g以下不引起尘肺，5g以上可形成Ⅰ期尘肺，6g以上可患Ⅱ期尘肺， 7g以上可患Ⅲ期尘肺)。

附图说明

图1是本实用新型过滤元件本体层的结构示意图。

图2是本实用新型过滤元件外形结构示意图。

图3是本实用新型过滤元件另一种外形结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的结构参见图1所示。该煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件的本体由依次叠加的各个过滤层结构组成，其中，首层是选用凹凸状无纺布，用于降低煤尘、矽尘、水泥尘附着力的减附层(101)；第二层是选用植入负电荷静电纤维，用于捕集带有正电荷的煤尘、矽尘、水泥尘的负电层(102)；第三层是选用植入正电荷静电纤维，用于捕集带有负电荷的煤尘、矽尘、水泥尘的正电层 (103)；第四层是选用植入正负电荷疏水静电纤维，用于捕集带有正负电荷的煤矽水泥混合尘的正负电层(104)；第五层是选用熔喷过滤布，用于气固两相流动时，将不带电荷的煤尘、矽尘、水泥尘固体颗粒从气流中分离出去的过滤层(105)。

参见图2所示。过滤元件的本体结构是一片上部为突出R形，左右两侧对等平行，底部水平状的滤料制品放置在防尘口罩滤尘盒里。

参见图3所示。过滤元件的本体结构是一对圆型滤料制品分别放置在防尘口罩两个滤尘盒里。

过滤元件的本体各个层的孔径为0.30-1.0μm。

过滤元件的本体的五层复合材料是采用超声波压合成型的结构。

本实用新型的过滤效率容尘性能测试介质为：按1：1(质量比)混合的无烟煤尘和矽尘。

其主要技术参数如下：

1、无烟煤尘，游离SiO₂含量小于10％，真密度为(1400～1600)kg/m³，计数中位径(CMD)为(1.3±0.2)μm，粒度分布的几何标准偏差不大于2.20；

2、矽尘，游离SiO₂含量不小于95％，真密度为(2300～2600)kg/m³，计数中位径(CMD)为(1.3±0.2)μm，粒度分布的几何标准偏差不大于2.20。

3、容尘性能，加尘2h后在(30±2.5)L/min流量时吸气阻力不大于100pa，在(85±4)L/min流量时吸气阻力不大于300pa。

4、过滤效率≥95.0％、≥99.0％，粉尘浓度5～50/mg/m³适用时间：图2 所示9004型8-4h/片，图3所示9005型16-6h/对。

本实用新型的过滤原理：过滤元件第一层减附层，可降低煤尘、矽尘、水泥尘附着力，使一部分粉尘不断流动脱落，累积数量增加缓慢，第二层静电纤维层能预收50％左右的电荷粉尘，使进入第三层静电纤维层粉尘浓度降至到50％以下，由于带正电荷或负电荷粉尘气流受到第二层、第三层滤料的拦截其粒子速度进入坠落状态，进入第四层正负疏水静电纤维层的粉尘95％被捕捉，其余通过第四层的非电荷含尘气流与第五层熔喷过滤布接触时，旋转气流穿过滤布，非电荷粒子被拦截在滤布上。

本实用新型给出的产品外部形状的实施例，属于举例表述，并不限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的技术构思、技术特征和产品特点生产加工制造销售的煤矿用自吸过滤式防尘口罩的过滤元件，都涵盖在本实用新型的保护范围之内。