以硅藻土為基料的空氣過濾芯的製備方法與流程

2023-04-30 01:30:31

本發明涉及一種用於防塵領域的空氣過濾器芯體的製備方法，具體的說是一種以硅藻土為基料的空氣過濾芯的製備方法。

背景技術：

空氣過濾的概念和舉措，屢見不鮮。尤其是在空氣汙染需要大力治理的今天，除了綜合治理環評差的且造成空氣汙染的企業外，模擬清新環境、人為造就負氧離子氣場的設備已經層出不覺地面向了市場。例如市場上銷售的亞都空氣過濾器、格力空氣過濾器等都有較好的銷售業績。

研習當前市售的空氣過濾設備及過濾器技術的發展趨勢，其技術手段大都採用在過濾器的空氣入口處設置濾網（膜）濾除粗塵，再以過濾芯體除塵或以高壓電弧除塵方式對進口氣體進行電子除微塵，最後在出口處利用水霧化方式將出口空氣加溼潤化處理。

在利用現有材料進行過濾除塵的事例中，中國專利CN103997085A給出了採用「防塵網層、活性炭吸附層和硅藻土吸附層」的結構解決防塵散熱型無線充電器的防塵問題。

中國專利CN203954839U披露了針對水龍頭淨水器採用的是「在自來水出水口上設有濾網、麥飯石、活性炭和天然硅藻泥陶瓷層」的結構方式。

利用硅藻土源於矽酸鹽遺骸的特性解決自動加土防塵的問題，中國專利CN203043930U披露了自動加土防塵裝置中的用於固定袋裝硅藻土的固定裝置結構。

綜上，利用硅藻土解決現場施工、生活環境的防塵、除塵問題亦是多種技術手段選項中的一種。然而，就使用硅藻土而言，如何提高空氣過濾的質量，尤其是創造性地實現無慮可憂的空氣過濾的目的，必須是以對硅藻土為主要材料的過濾芯體進行全新的設計，並且在製備過濾芯體的過程中還要對其生產過程全程地監控，在讀取生產過程各階段參數變量的前提下隨時調整其製備產品的工藝步驟，最終產出高質量低耗材環評達標的產品。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種以硅藻土為基料的空氣過濾芯的製備方法。以此方法生產的濾芯可以為以硅藻土為核心材料製造空氣過濾器的生產商提供建立企業標準的基礎，從而避免空氣過濾質芯體製造質量不一致的難題。

為此，本發明解決所述問題的技術方案是：一種以硅藻土為基料的空氣過濾芯的製備方法，包括步驟:

備裝至少經剪裁的兩塊無紡布；

取材、製作粘合粉：將高原粘土輸入至烘乾爐內在溫度75°C至400°C內逐漸升溫並烘乾，出爐冷卻再輸送至研磨機研磨，之後輸入至篩粉機過篩，留400目粉末作為粘合粉待用；

在攪拌器內加入硅藻精土60%、粘合粉40%、水適量，調和成漿料備用；

平展一層無紡布，將備用漿料輸入至空氣壓力噴射器內，調整噴頭扇面噴射角度在70°範圍內對準無紡布進行噴灑，由監控器傳感器監控布面噴灑的均勻厚度，使其厚度在0.5至1.7mm之間；

將另一層無紡布覆蓋在具有漿料噴層的無紡布上面並定型成為布板；

將布板輸入至電熱輥壓機進行電熱烘乾、滾壓板面整形，製成過濾芯的芯體用材；

將芯體用材輸入至剪裁機按用戶要求進行剪裁製成過濾芯本體。優選的，所述的監控器傳感器是wi-sun節點傳感器，傳感器將噴灑在無紡布上的漿料厚度參數通過wi-sun節點的網絡傳送至生產車間的程控機，由程控機實時控制空氣壓力噴射器的噴灑速度和噴灑扇面角度。

優選的，所述的電熱輥壓機是一種具有電熱烘乾、輥壓整形的功能整機設備，其中，所述電熱烘乾是將布板在溫度65°C至95°C的溫度區間內進行烘乾，其布板的乾燥參數由設置在電熱輥壓機兩端的Zigbee節點溫度傳感器傳送至生產車間的程控機，由程控機實時控制電熱溫度。

優選的，所述的布板的用材是無紡布，其最大剪裁寬幅為200cm，最小套裁面積為2cm，其中選用布料的層數不少於兩層。

優選的，所述的Zigbee節點溫度傳感器是熱敏傳感器，其採集的熱量參數由設置在所述熱敏傳感器端部的溫差電路模塊接受並轉換成數位訊號發送至所述的程控機。

本發明以硅藻土為基本原料針對防塵問題而研發的空氣過濾芯體，相比於現有技術，其具有的積極效果是顯而易見的：首先，完全排除了利用活性炭鈣作為濾芯的選項，避免了製作過濾芯體時因材料選擇的指向而造成的高耗材、高成本、環評差的問題發生；根據硅藻土的特性，確定濾芯材料的配方。在製備濾芯的工藝過程中由傳感器傳送參數再由程控機控制空氣壓力噴射器對無紡布實施漿料的噴灑速度和噴灑扇面角度，可使得無紡布作業面上的漿料厚度完全一致，避免了傳統工藝塗刷漿料不均帶來的產品質量不可靠的問題；在程控機的實時控制下被電熱烘乾的芯體板材的芯體結構整齊、吸附性一致，而輥壓的往復動作、次數和輥壓壓力亦取決於程控機的實時控制，從而產出高質量的過濾芯體。

附圖說明

圖1是本發明涉及的製備濾芯的工藝流程圖；

圖2是關於圖1中涉及的設備總裝結構示意圖。

圖中：1-烘乾爐，2-研磨機，3-篩粉機，4-空氣壓力噴射器，41-噴頭，42- wi-sun節點傳感器，5-電熱輥壓機，51-Zigbee節點溫度傳感器，52-溫差電路模塊，6-程控機，7-攪拌機，71-水閥，72-，8-複合平臺，81-布棍機，82-機械手， 9-輸送機。

具體實施方式

產品質量的控制決定產品的生命力，這句話貫穿於本發明涉及製造硅藻土過濾芯體工藝步驟的具體環節。換言之就是利用現有技術中傳感器與網際網路的技術嚴格把控生產芯體的工藝過程。發明人充分考慮到採集信號與傳遞信號的便利與成本，考慮到信號通訊的便捷性及經濟性分別將wi-sun節點傳感器和Zigbee節點傳感器運用於製作過濾芯體產品的噴塗厚度、溫控的工藝過程中，此舉也為同業提供了一條可複製的經驗。以下實施例將詳細析之。

首先是解決過濾芯體用材的問題，製作過濾芯體的選材應符合環保的要求；既具有耐熱、耐磨、化學性質穩定的特點又要具有吸收力強、自身本體空間大的特點。能同時滿足以上兩大特點的材料，硅藻土是一種不錯的選項。換句話說，正是因為硅藻土的非晶質二氧化矽的水性性質才有可能為防塵、過濾所採用的材料提供一種優選。正如此，本發明充分利用硅藻土的特性，在將其與粘合劑、適量水、無紡布結合製備出上乘的過濾芯產品。

結合製作芯體工藝流程圖及設備總裝結構示意圖，實現本發明包括的步驟是:

準備至少兩層無紡布；

取材、製作粘合粉：為防止粘土高溫情況下的燒結現象出現，應將高原粘土輸入至烘乾爐1內並在溫度75°C至400°C內逐漸升溫並烘乾保持其粘性，出爐冷卻再輸送至研磨機2研磨，之後輸入至篩粉機3過篩，留400目粉末作為粘合粉待用；

在攪拌機7內加入硅藻精土60%、粘合粉40%、水適量，調和成漿料備用；

平展一層無紡布，將備用漿料輸入至空氣壓力噴射器4內，為保證均勻噴塗應調整噴頭41扇面噴射角度在70°範圍內對準無紡布進行噴灑，由wi-sun節點傳感器42監控該布面被噴灑漿料的均勻厚度，之後根據不同的濾芯產品的設計要求使其布面上的塗層厚度控制在0.5至1.0mm之間；

將另一層無紡布覆蓋在具有漿料噴層的無紡布上面，並在複合平臺8上定型成為芯板；

將芯板輸送至電熱輥壓機5進行電熱烘乾、滾壓板面整形，由設置在電熱輥壓機5兩端的Zigbee節點溫度傳感器51採集熱敏參數由溫差電路模塊52接受熱敏信號並將其轉換成數位訊號發送至所述的程控機6，在程控機6的控制下完成濾芯的製作。作為通用性濾芯產品，此期間的烘乾溫度可設定為65°C、烘乾時間為5小時；經以上工序製成的芯體用材即可根據用戶需求再加工成各種型材送入成品庫。

再一實施例，製作家用空調使用的硅藻空氣過濾芯的製備過程是：準備用第一層16平方釐米的噴漿用無紡布，再準備另一層20平方釐米的覆層用無紡布；分別取硅藻精粉10公斤、400目的粘合粉8公斤，依次填入攪拌機7中；開啟攪拌機勻速攪拌，待硅藻精粉、粘合粉完全混和時以噴淋方式將清水噴入攪拌機內直至旋動的混合粉料呈掛糊狀漿料的備用漿料；關閉水閥71，將備用漿料輸入至空氣壓力噴射器4內，調整噴頭41扇面噴射角度在70°範圍內對準平展的第一層無紡布進行噴灑，其層面厚度由wi-sun節點傳感器監控，當傳感器感知無紡布上的漿料的厚度未均厚0.5 mm時，傳感器將噴灑在無紡布上的漿料厚度參數通過wi-sun節點的網絡傳送至生產車間的程控機，由程控機實時控制空氣壓力噴射器的噴灑速度和噴灑扇面角度直至厚度均勻為止；通過輸送機9將該噴漿後的無紡布鋪展在複合平臺8上，由設置在布棍機81上的機械手82將另一層無紡布覆蓋、平鋪在具有漿料的無紡布上，這兩層無紡布由複合平臺8自動調製成芯板；之後，將芯板輸入至電熱輥壓機5進行電熱烘乾、滾壓板面整形，製成過濾芯的芯體用材。此期間的烘乾溫度設定為75°C、烘乾時間為4小時；經以上工序製成的芯體用材即可再加工成板型型材送入成品庫。

又一實施例，製作廠房空調使用的硅藻空氣過濾芯的製備過程是：準備用第一層200平方釐米的噴漿用無紡布、180平方釐米的噴漿用無紡布，再分別準備另兩層240平方釐米、220平方釐米的覆層用無紡布；分別取硅藻精粉100公斤、400目的粘合粉80公斤，依次填入攪拌機7中；開啟攪拌機7勻速攪拌，待硅藻精粉、粘合粉完全混和時以噴淋方式將清水噴入攪拌機內直至旋動的混合粉料呈掛糊狀的備用漿料；關閉水閥71，將備用漿料輸入至空氣壓力噴射器內，調整噴頭扇面噴射角度在70°範圍內對準平展的第一層200平方釐米無紡布進行噴灑，其層面厚度由wi-sun傳感器42監控，當傳感器感知無紡布上的漿料的厚度未在0.9 mm時，傳感器將噴灑在無紡布上的漿料厚度參數通過wi-sun節點的網絡傳送至生產車間的程控機6，由程控機實時控制空氣壓力噴射器的噴灑速度和噴灑扇面角度直至厚度均勻為止；之後通過輸送機9將該噴漿後的無紡布鋪展在複合平臺8上，由設置在布棍機81上的機械手82將第一層240平方釐米無紡布覆蓋、平鋪在具有漿料的第一層無紡布上製成第一塊無紡布芯板；之後，調整噴漿參數，再將第二層180平方釐米、噴漿厚度為0.6mm的無紡布鋪展在第一塊布板上，再由機械手將第二層220平方釐米的覆層用無紡布覆蓋、平鋪在具有漿料的第二層無紡布上製成第二塊無紡布芯板；通過複合平臺8自動調整這兩塊布板，將其疊落在一起，並輸入至電熱輥壓機5進行電熱烘乾、滾壓板面整形、剪切芯體的餘邊，製成過濾芯的芯體用材；此期間的烘乾溫度設定為95°C、烘乾時間為8小時；經以上工序製成的芯體用材即可再加工成板型型材送入成品庫。

綜上，本發明的特點是在利用硅藻土特性的基礎上利用現有通訊技術手段對生產工藝環節施以監控，最終為製造硅藻土過濾芯體的產品提供一個量化了的製備標準。