一种过滤材料驻极设备及方法与流程

本发明涉及聚合物驻极体过滤材料制造领域，尤其是一种过滤材料驻极设备及方法。

背景技术：

目前，提高过滤材料的过滤效率成为研究热点。常用的高效过滤技术包括：具有多层渐进结构的复合过滤器(有的自带动力装置)、静电纺丝制备的纳米纤维膜、电除尘器以及驻极体滤料。复合过滤器与纳米膜在具有高效优点的同时也会产生大量能耗，用于家用纱窗等状况时还存在透光性问题，这两种材料通常属于不可再生滤材；电除尘器可定时清灰重复使用，但其使用过程中会产生臭氧。

驻极体滤料具有高效低阻的特点，不会产生其它污染物，因此广泛应用于过滤系统中。对于驻极体滤料的生产制作及可再生性已有相关研究，但现有产品多为一次性使用，造成极大的资源浪费。

且现有设备或制造方法能使过滤材料的驻极性能尤其是荷电量实现最大化，也不能用于制造多种不同的过滤材料。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种成品荷电量大、保存时间长且能应用于不同材料的，结构合理紧凑的过滤材料驻极设备。还提供一种成品荷电量大、保存时间长且能应用于不同材料的过滤材料驻极方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种过滤材料驻极设备，其包括：控温加热装置、加电压装置、冷却装置和保护装置；加电压装置包括直流电源、板电极和针电极，针电极的针尖相对板电极的板面设置且针电极相对板电极滑动，针电极与板电极之间为驻极工作空间；直流电源与针电极连接，板电极接地；待加工的过滤材料设置在板电极上，控温加热装置用于加热过滤材料至第一设定温度，冷却装置用于冷却过滤材料至第二设定温度；保护装置包括绝缘罩，绝缘罩罩住板电极、针电极及驻极工作空间。

优选的，控温加热装置包括本体和移动部，移动部用于将板电极从绝缘罩内侧移动至外侧；绝缘罩外侧设置有表面电位检测仪；表面电位检测仪的位置与板电极位于绝缘罩外侧时的位置相对，表面电位检测仪用于检测过滤材料的表面电位。

优选的，加电压装置包括绝缘板，绝缘板包括用于夹紧针电极的针孔；绝缘板带动针电极相对板电极滑动。

进一步的，绝缘板包括导电层，导电层与直流电源的连接；包括穿过导电层的针孔，针电极与导电层连接。

进一步的，绝缘板上盘布高压线，高压线与直流电源的连接；包括穿过高压线针孔，针电极与高压电线连接。

进一步的，包括丝杠传动装置和支撑杆，支撑杆相对过滤材料驻极设备的本体固定，绝缘板与支撑杆滑动连接；丝杠传动装置用于带动绝缘板滑动。

进一步的，丝杠传动装置固定于绝缘罩。

优选的，保护装置还包括放电棒；放电棒包括金属棒和放电棒地线，金属棒一端通过放电棒地线与大地连接，另一端包括接触头；金属棒除接触头外的部位包裹有绝缘手柄。

优选的，冷却装置包括降温风机，降温风机向驻极工作空间吹送冷风，冷风流向平行于板电极。

本发明还提供一种过滤材料驻极方法，使用前述的过滤材料驻极设备，包括如下步骤：

s1，将待加工的过滤材料放置在板电极上，调整针电极与板电极的距离；

s2，加热待加工的过滤材料，使其表面温度达到t±5℃，t为过滤材料的熔点；

s3，开启直流电源，针电极与板电极间电压为10kv～30kv，驻极时间0.5h～2h；

s4，停止加热，保持电压，将驻极后的过滤材料表面温度降至室温，得到成品。

(三)有益效果

本发明提供一种过滤材料驻极设备，预热、驻极、降温等工作在同一驻极工作空间内完成，设备结构紧凑、集成度高，绝缘罩保护设备使用者，操作安全。温度可调，电压可调，极间距可调，针对不同空气过滤材质，调整最佳驻极参数，例如驻极时温度调整至聚合物的熔点温度驻极稳定性最高，这在很大程度解除了驻极体过滤材料的浪费，实现驻极体滤料的重复使用。

移动部将成品送出驻极工作空间，在送出路径上对成品检测，结构巧妙。

绝缘板上设置针孔，可以方便的安装与拆卸针电极，易于调整针电极的位置。

通过设置导电层，可以使针电极相对独立活动，而不必尾端连接电线等，使用更方便，同时不必预留更多的电线运动空间，结构更紧凑。

通过盘布高压线，使得设备制造方式更简单，成本更低。

支撑杆使绝缘板更稳定，丝杠传动装置调节精密稳定，能更好的控制极间距。

将丝杠传动装置固定于绝缘罩，可以免去支撑架等附属设施，节约空间。

放电棒用于在驻极后，释放设备各部位可能存贮的残余电荷。

降温风机能够快速降低过滤材料的温度，其布置位置与加电压装置不冲突，巧妙交错。

本发明提供的过滤材料驻极方法，能应用于不同材料，能调整极间距离、电压，而且可以根据聚合物的熔点来设置驻极温度，然后通过冷却装置快速降温。方便的为多种类型的过滤材料设置最佳驻极参数，增强驻极体滤料使用效果。滤料在其熔点附近通过电晕放电的方法注入电荷或取向极化，然后快速降至室温，这可以使极化效果更稳固。针对不同的材料，实现其荷电量最大化，同时尽可能的延长电荷保存时间。

附图说明

图1为一种过滤材料驻极设备的主视图示意图；

图2为图1的左视图示意图；

图3为一种针电极布置方式；

图4为一种高压线布置方式；

图5为一种放电棒的剖视图示意图。

【附图标记说明】

1：针电极；2：过滤材料；3：控温加热装置；4：直流高压电源；5：降温风机；6：绝缘罩；7：支撑杆；8：板电极；9：高压线；10：丝杠传动装置；11：表面电位检测仪；12：绝缘板；13：绝缘手柄；14：金属棒；15：放电棒地线。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，控温加热装置3整体安放于地面，其上部空间被绝缘罩6完全罩住。绝缘罩6也可以将控温加热装置3整体都罩进去。

加电压装置大部分设置于绝缘罩6内，直流高压电源4设置在外侧并通过高压线9与针电极1连接，直流高压电源4还接地。直流高压电源4的调压范围为0kv～30kv，并带有击穿断电、过流断电功能。

控温加热装置3之上设置板电极8，板电极8接地。图1中支撑杆7固定于板电极8，实际也可以固定于控温加热装置3或绝缘罩6。丝杠传动装置10一端与绝缘罩6固定连接，另一端与绝缘板6的中心位置连接。丝杠驱动装置10带动绝缘板12沿支撑杆7上下滑动。

也可以设置其他类型的驱动装置驱动绝缘板12，或者设置一个门型框，将驱动装置固定在门框上而不是绝缘罩6。

绝缘罩6的侧边开设有通道，降温风机5的出风口与通道密封连接。冷风沿横向吹过驻极工作空间。当然也可以是其他类型的冷却方式，如板电极8包括冷却夹层等。

参考图2，控温加热装置3的本体安放于地面，其上半部包括移动部，移动部的上面固定板电极8，移动部带动板电极8和板电极8平移出绝缘罩6。绝缘罩6在对应位置可以设置一个开闭的门。

表面电位检测仪11设置在绝缘罩6外，板电极8在移动部的带动下平移至表面电位检测仪11的下部，二者间距不小于过滤材料2的厚度，优选的为2cm。

图3所示，绝缘板12包括导电层和夹持导电层的绝缘层。图中使用高压线9，实际可以是导电板、电刷装置等作为导电层只要与直流高压电源4连接即可。

绝缘板12上密集的设置有针孔，针电极1穿过导电层和针孔，在绝缘板12下方露出一段。针电极1与导电层连接，因此其下方针尖与板电极8接近时，针尖处会聚集电荷。针电极1与板电极8之间的驻极工作空间充满电场。

可以根据需要，在绝缘板12上的不同位置设置不同数目的针电极1。为了保证针电极1的针尖位置相同，可以在针电极1尾端设置定位挡块，或者每次调整时，将绝缘板12放低，使针尖抵顶到板电极8的板面上，安装好后再升高。针电极1的针尖与板电极8的板面之间调节距离可选0cm-15cm。

如图4所示，高压线9成蛇形密布在绝缘板12上，也可以是其他形状的盘布。

如图5所示，保护装置除了绝缘罩6还包括放电棒，放电棒包括一个金属棒14，金属棒14通过放电棒地线15接地，金属棒14外部包裹一层绝缘手柄13，只将金属棒14的前端暴露出来，作为接触头。放电棒地线15的长度足够使接触头接触到过滤材料驻极设备的任意部分，或者，通过将放电棒地线15连接到不同的接地点，使接触头接触到过滤材料驻极设备的任意部分。

使用上述设备对过滤材料驻极的方法，如下例：

实施例2：

s1，原料2为ptfe(polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯)针刺毡，将ptfe放置在金属板电极8上，关闭绝缘罩6，调整针电极1与板电极8的距离至2cm；

s2，开启控温加热装置3，加热ptfe，使其表面温度达到300℃；

s3，开启直流高压电源4，针电极1与板电极8间电压为15kv，驻极时间2/3h；

s4，关闭控温加热装置3，保持直流高压电源4，开启降温风机5，将ptfe表面温度降至室温，得到成品；

s5，从绝缘罩6中拉出板电极8，使用表面电位检测仪11检测成品质量，

若合格，则取出成品；

若不合格，则重复s1—s5。

实施例3：

s1，原料2为p84(聚酰亚胺)过滤材料，将p84放置在金属板电极8上，关闭绝缘罩6，调整针电1与板电极8的距离至2cm；

s2，开启控温加热装置3，加热p84，使其表面温度达到350℃；

s3，开启直流高压电源4，针电极1与板电极8间电压为18kv，驻极时间1.5h；

s4，关闭控温加热装置3，保持直流高压电源4，开启降温风机5，将p84表面温度降至室温，得到成品；

s5，从绝缘罩6中拉出板电极8，使用表面电位检测仪11检测成品质量，

若合格，则取出成品；

若不合格，则重复s1—s5。

实施例4：

使用过的成品滤料，先清洗干燥，再执行s1-s5。

上实施例仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书不应理解为对本发明的限制。