以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机的制作方法

以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机。

背景技术：

中空纤维膜过去主要被用在水处理中，近年来，中空纤维膜特别是聚四氟乙烯中空纤维膜逐渐开始被作为空气滤清材料，用于空气净化，并出现了一些设计和产品，如CN201610688301.7，CN201610188265.8,CN201320046259.0,CN201520825582.7，CN201420625143.7等专利。

但是这些设计方案都是针对小风量机型的，对于公用建筑来说，需要的是大风量机型，怎样用中空纤维膜为主滤材制造大型空气净化装置，业界只有大规模处理水的技术和成套设备的经验和技术，还没有用中空纤维膜处理大风量空气的方案。这是一个全新的技术领域。大风量机型将会面临噪声处理、膜组件组合方式、风机选型等一系列技术问题，还没有见到这方面的资料或可供借鉴的实例。

技术实现要素：

本发明提供了一种以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机。本发明所要解决的技术问题在于：解决以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机的整体结构问题；解决主滤材空纤维膜与辅助滤材的配合问题；解决中空纤维膜组件合理连接、可靠固定、方便拆装问题；解决各个膜组件新风汇流问题；选配与中空纤维膜组件性能相适应的风机马达；解决风机马达本体、进风出风噪声的消音隔音问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机，包括机柜、进风口组件、前置滤材组件、膜组件阵列舱、膜组件、汇流支管箱、汇流隔音消音舱、风机马达机组、风机马达隔音消音舱、迂回出风孔道、出风消音舱、出风口。

其特征在于：所述机柜的一端装有进风口组件，所述进风口组件中装有前置滤材组件；所述膜组件阵列舱中装有一只以上的中空纤维膜膜组件，装有汇流支管箱；每只膜组件的接头部分与汇流支管箱连接，或直接与汇流隔音消音舱连接，汇流支管箱的一端都与汇流隔音消音舱连接；所述风机马达机组是一台或多台压力300Pa---10Kpa总风量为200m³/h---100000m³/h的中压大风量风机马达机组，这些风机马达机组都被安装在所述风机马达隔音消音舱中，风机马达机组的进风口与所述汇流静音舱连接；所述风机马达隔音消音舱经过迂回出风孔道与出风消音舱连接；所述出风消音舱与出风口连接。

所述汇流隔音消音舱、风机马达隔音消音舱、出风消音舱这些舱室的舱壁是金属板材制成，舱壁板至少两层，两层仓壁板之间填充吸音、隔音材料，舱壁板内侧敷有阻尼胶和吸音材料，所述膜组件阵列舱装有舱门。

所述汇流支管箱有整体型和分枝型两种类型，截面形状为圆形或矩形，其进风段与中空纤维膜膜组件连接，出风端与汇流隔音消音舱连接，或者直接与风机马达隔音消音舱连接。

所述穿孔板消音器采用孔径为0.1—1mm的微穿孔板或采用1----10mm传统穿孔板。

所述膜组件与汇流支管箱连接或直接与汇流隔音消音舱或风机马达隔音消音舱连接，所述膜组件与其对接部位，一方为凸台阶，一方为凹台阶，双方之间有一个密封圈，双方之间用勾连固定、解开装置联接在一起；所述勾连固定、解开装置是搭扣组件。

所述中空纤维膜组件所采用的中空纤维膜膜丝是用塑料或金属或陶瓷制成的中空纤维膜膜丝。

所述中空纤维膜组件所采用的中空纤维膜膜丝是用聚四氟乙烯塑料制成中空的纤维膜膜丝。

所述前置滤材组件由拦截网、初效过滤器、中效过滤器组成。

附图说明

为更清晰地说明本发明的实质，在本说明书中提出了一些实施实例，并且通过附图做了更清晰的表述，显而易见，这仅仅是根据本发明所能实现的各种方案中的一部分实例，并非全部结构形式。

图1是一种以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机的总体结构的一个实例图。图1中，1是进风口组件；2是前置滤材组件；13是膜组件阵列舱；3是中空纤维膜组件；4是汇流支管箱；5是机柜；6是汇流隔音消音舱；7是风机马达机组；8是风机马达隔音消音舱；9是舱隔板；10是迂回出风孔道；F是局部放大区符号；11是出风消音舱；12是出风口。

图2是图1的F区域的放大图，是一种以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机的各舱室外壳、仓壁、舱内消音隔音设计方案示意图。图2中，2.1是穿孔板消音器；2.2是气隙；2.3是整机外壳同时也作为外层舱壁板；2.4是吸音隔音材料层；2.5是仓壁板；2.6是阻尼层；2.7是吸音材料层。

图3是一种中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机中的膜组件固定方式示意图。图3中，3.1是汇流隔音消音舱（6）或汇流支管箱（4）上的接头部分；3.2是密封圈；3.3是中空纤维膜组件的封头部分；3.4是作为一种勾连固定、解开装置的搭扣组件；3.5是中空纤维膜膜丝束。

图4是一种以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机的另一个实例，其特点是省略了图1实例中的汇流隔音消音舱（6），汇流支管箱（4）直接与风机马达隔音消音舱（8）连接。

图5一种以中空纤维膜为主滤材的大风量净化新风机的另又个实例，其特点是将图1实例中的风机马达隔音消音舱（8）与出风消音舱（11）分离，相互之间用风管（14）连接。

具体实施方式

本发明提供了一种以中空纤维膜为主要滤材的大风量净化新风机的解决方案，以下通过一个实例更详细公开其具体实施方式。但是这并不限定本发明权利要求书精神所涉及的更多范围。

所述机柜（5）是一个用金属板材制成的机壳。

所述进风口组件（1）可以是方形的或圆形的法兰接头状结构，其口径应与整机的设计风量相适应；所述前置滤材组件（2），装在进风口组件（1）之中，可用拦截网、粗滤网、中效滤网三者或其中之一、之二组成。前置过滤技术本身在新风处理行业中是成熟技术，但是，对于用中空纤维膜作为主滤材的新风过滤装置来说并不是新技术，例如XXX，XXX，XXX，这些专利技术中都没有涉及前置过滤装置。这是因为中空纤维膜用于空气净化是一种新技术，没有资料提示中空纤维膜对于空气处理的性能，就无法确定其在空气净化装置中的使用必要性，甚至认为只需中空纤维膜组件一级过滤就可以代替所有过滤环节。这是造成过去这些发明不设置前置过滤环节的主要原因，大家对需不需要前置过滤，如何使用前置过滤装置都无经验。本发明人在经过大量实验之后才摸索到中空纤维膜组件在新风过滤装置中的作用和地位，首先把拦截网、粗滤网、中效滤网这样的传统前置过滤技术与中空纤维膜过滤技术组合在一起，成为一种新的组合方式和新结构、新方案。因此，这种前置过滤组件和中空纤维膜组件的组合方式属于本发明的覆盖范围。

一只或一系列中空纤维膜组件（3）与汇流支管箱（4）共同组装在膜组件阵列舱（13）之中。

所述膜组件阵列舱装有舱门，其舱壁板可用不锈钢板制成，通过舱门，可以装拆中空纤维膜组件（3），也可以用吸尘器或高压水清理膜组件阵列。不锈钢板舱壁可以防止水浸后的锈蚀。

汇流支管箱（4）可以是矩形的箱体，也可以是管状体，汇流支管箱（4）可以制成整体型，也可以制成分枝型的。汇流支管箱（4）的出风端与汇流隔音消音舱（6）连接，在省略汇流隔音消音舱（6）的条件下，与风机马达隔音消音舱（8）直接连接。每个汇流支管箱（4）与一只以上的中空纤维膜组件（3）连接，组成中空纤维膜组件阵列。

所述中空纤维膜组件（3）可制成圆柱式和帘式，封头可以是单端封头或双端封头，其所采用的中空纤维膜可以用塑料、金属或陶瓷制成的中空纤维膜膜丝，特别是用聚四氟乙烯材料制成中空的纤维膜膜丝。

中空纤维膜组件（3）安装在汇流支管箱（4）上，在省略汇流支管箱（4）的条件下可以直接安装在汇流隔音消音舱（6）的外壁上，在省略汇流隔音消音舱（6）的条件下，可直接安装在风机马达隔音消音舱（8）的外壁上。

中空纤维膜组件（3）的接口部分，有一个凸台阶或一个凹台阶，有一个密封圈，与其连接的对方也有对应的凸台阶或一个凹台阶，相互之间有一个密封圈，相互之间用勾连固定、解开装置联接在一起。实例中采用的勾连固定、解开装置是搭扣组件（3.4），将两者勾连固定在一起。打开搭扣（3.4），就可以将两者方便地分离。

汇流隔音消音舱（6）是一个空腔体，其仓壁板（2.5）用金属板制成。

汇流隔音消音舱（6）作用一是消减风机马达的产生的进风噪声，二是分散由于一系列汇流支管箱（4）输送来的气流汇流时产生的气流冲突，减少风阻消耗。

汇流隔音消音舱（6）的仓壁板（2.5）内面敷有一层阻尼层（2.6），阻尼层（2.6）采用丁基橡胶。厚度2---5mm。阻尼层（2.6）上敷有吸音材料（2.7），吸音材料（2.7）是三聚氰胺泡沫材料，或各种长纤维的化纤吸音棉，特别禁止使用玻璃纤维吸音材料。

汇流隔音消音舱（6）内装有穿孔板消音器（2.1），穿孔板消音器可以使用传统的1—10mm孔径的消音孔板，最好使用0.1---1mm孔径的微穿孔板。

汇流隔音消音舱（6）的仓壁板（2.5）的外侧面装有隔音吸音层（2.4），隔音吸音层（2.4）可以用高密度超细玻璃纤维棉制成。

隔音吸音层（2.4）之外是整机外壳（2.3）；风机马达机组（7）是由一台或多台中压风机组成的风机马达机组阵列，其压力在300Pa---10Kpa之间，总风量为200m³/h---100000m³/h；风机马达机组安装在风机马达隔音消音舱（8）中，风机马达机组（7）的进风口穿过风机马达隔音消音舱（8）和汇流隔音消音舱（6）的仓壁与汇流隔音消音舱（6）连接。

风机马达隔音消音舱（8）的构造与汇流隔音消音舱（6）相似，不再赘述。其作用，一是阻隔和消减风机马达机组（7）产生的噪声，二是冷却风机马达机组（7）。

出风消音舱（12）与风机马达隔音消音舱（8）相邻，通过迂回风口（11）相连接。风机马达隔音消音舱（8）、出风消音舱（12）的仓壁板结构、消音隔音结构与汇流隔音消音舱（6）相似，不再赘述。其作用是阻隔和消减从风机马达隔音消音舱（8）传出的噪声。出风消音舱（12）中经过处理的净化空气通过出风口（12）送出。

工作时，被风机马达机组（7）吸引，污浊空气从进风口组件（1）经过前置滤材组件（2）的初步处理，滤除大颗粒和杂质后进入膜组件阵列舱（13）；空气经过中空纤维膜膜丝表面的微孔过滤，除去了0.3微米以上的颗粒物，成为洁净新风，进入汇流隔音消音舱（6），产生的噪声在这里得到消减、吸收和隔离；新风进入风机马达隔音消音舱（8），新风冷却了风机马达机组；风机马达隔音消音舱（8）隔离、吸收、消减了风机马达机组产生的噪声；经过迂回风口（10），新风进入出风消音舱（11），进一步隔离、消减噪声之后，经过出风口（12）送出。

如果风机马达的性能很好，汇流隔音舱（6）可以省去，省去汇流隔音舱（6）后的形式如图4所示。

如果出于现场安装的限制，需要将出风消音舱（11）与风机马达隔音消音舱（8）分离，相互之间用风管（14）联接，就形成了如图5所示的分体形式。

根据需要，可以省略汇流支管箱（4），直接将膜组件（3）连接到汇流隔音舱（6），在省略汇流隔音舱（6）是，可以将膜组件（3）直接连接到风机马达隔音消音舱（8）。这些变形以及类似的变形都属于本发明实质所覆盖的范围。

有益效果

本发明提出的一种以中空纤维膜为主滤材的大风量新风机，表面上看，很多地方似乎是将原先用于水处理的中空纤维膜使用方法移植到了空气处理上，但是由于空气和水是两种性质不同的介质，不可能简单套用，要有很多独特的创新点，要通过大量的试验和计算才能形成现在的设计方案。

在用中空纤维膜组件处理水的装置里，通常都是用螺纹实现汇流管与膜组件的连接，因为水处理工艺中，水的压力很高，通常都在MPa级别，接头密封要求很高。但是，流量较低，通常使用的管径也较小。中空纤维膜组件用在空气处理时，压力只有数Kpa，但是风流量很大，就不能直接套用水处理用的设计，必须选用全新的结构。本发明采用提出的方法具有流量大、风阻小、拆装方便的优点。

空气处理中最大的困难是噪声处理。本发明采用了数个隔舱分级消声隔声的设计，能有效处理噪声问题。

相比传统的穿孔板消音器，微穿孔板的性能更佳，但是过去难以推广，原因是，微穿孔板上的孔径只有0.1---1mm，典型值只有0.4mm，极容易被堵塞，但是在本发明的汇流隔音消音舱（6）等三个隔音消音舱中，空气经过了严格的过滤，除祛了绝大部分固体污染物，消除了堵塞的可能，为微穿孔板的运用创造了得天独厚的条件。

本发明在各种塑料、金属、陶瓷中空纤维膜中优选采用聚四氟乙烯中空纤维膜作为主滤材，这种材料具有天然的拒油、拒水、拒尘性能，并且可承受高温、低温、紫外线、强氧化等恶劣环境，具有良好的可回收性，如今的价格并不比普通塑料贵出很多，这些优点使得聚四氟乙烯中空纤维膜成为最理想的空气滤材。

用这种滤材制作的大风量净化新风机将对解决室内空气环境问题发挥重要作用，完全可能成为空气净化设备中的主流机型。