[发明专利]一种纳米滤筒

说明书

本发明公开了一种纳米滤筒，包括纳米纤维过滤纸，纳米纤维过滤纸的显微结构呈鸟巢镂空结构，在纳米纤维过滤纸中混合有热熔胶成分，纳米纤维过滤纸被折叠成连续的V形，折叠后连续V形的纳米纤维过滤纸首尾相连构成虑筒状，至少在虑筒的内壁设有支撑网，在虑筒的两端设有端部支撑环，通过对虑筒和/或支撑网的加热，使得连续的V形纳米纤维过滤纸定型并与支撑网粘接成整体结构。该纳米滤筒可拦截空气中99.99％(即大于微米级以上)的灰尘颗粒、耐反吹风压大、次数多、使用寿命长、易于加工制作、成本低廉等特点。

技术领域

本发明涉及环保器材技术领域，具体涉及空气滤清器的滤筒，更具体地涉及到一种纳米滤筒。

背景技术

当今空气污染问题备受关注，社会上普遍倡导高效环保地利用能源。燃气轮机进气系统和工业除尘系统对过滤基材技术指标从过滤效率、阻力压降、容尘量、使用寿命几项不断提出更高的标准要求。高压静电纺所制备的纳米级纤维网具有高效、低阻的特征，是制备空气滤材的良好的原材料。由于纳米纤维复合空气滤材的过滤机理是以表面机械拦截为主，捕获的颗粒绝大多数堆积在滤材表面，因此可以通过动态脉冲反吹净化而循环使用。如果其能达到耐反吹的技术指标，在实际使用中就具有更高的容尘量以及更长使用寿命。

当前高压静电纺纳米纤维复合滤料是燃气轮机进气系统工业除尘空气系统最好滤料之一，目前国际上实现工业化量产的有Donanldson，Finetex Mats TM，AntimicrobeWebTM，NanoFilterTM，Fibra-WebTM等品牌商。经过调研，除Donanldson外，其他品牌商的滤料产品在全寿命脉冲反吹气流清洗过程中都出现不同程度的纳米纤维网从基材上脱落的现象，从而循环反吹后过滤效率和容尘量不断下降，过滤器运行时间严重缩短，使用成本因此增加。

国内的滤材技术相对落后，从军用(052系列舰、055系列舰)到民用电厂燃气轮机进气系统高端滤芯滤材(F9级别标准EN779-2012)市场被国外(Donanldson)垄断。据调研，国内企事业和技术院校对高压静电纺纳米纤维技术多数停留在实验室阶段，从设备到工艺量产纳米纤维复合滤材还有很多技术性问题需要突破。如：CN101940856A和CN102908829A专利由于在制备中没有考虑到全寿命脉冲反吹清洗的技术指标，易造成纳米纤维网面的破环，产品无法在动态脉冲反吹的情况下为燃气轮机提供稳定优质的空气。CN104028047B专利中利用溶剂蒸汽使纤维间产生粘连的技术方案存在安全问题，其实现耐磨、抗剥离的方法具有很大的安全隐患。众所周知高压静电纺丝量产化过程中工作电压常高达数万伏，控制高压场强中溶剂蒸汽浓度是安全量产的先决条件。上述现有的技术专利同时都出现工业量产难度大，生产工序繁杂，生产成本高的特点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可拦截空气中99.99％的灰尘颗粒、耐反吹风压大、次数多、使用寿命长、易于加工制作、成本低廉的一种纳米滤筒。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供了一种纳米滤筒，所述滤筒包括纳米纤维过滤纸，纳米纤维过滤纸的显微结构呈鸟巢镂空结构，在纳米纤维过滤纸中混合有热熔胶成分，纳米纤维过滤纸被折叠成连续的V形，折叠后连续V形的纳米纤维过滤纸首尾相连构成虑筒状，至少在虑筒的内壁设有支撑网，在虑筒的两端设有端部支撑环，通过对虑筒和/或支撑网的加热，使得连续的V形纳米纤维过滤纸定型并与支撑网粘接成整体结构。

为了能够使得纳米纤维纺丝构成滤纸形状的滤材，使其形成具有相对平整的表面，优选的技术方案是，所述纳米纤维过滤纸是通过静电纺丝法沉积在基材上的鸟巢镂空结构纸，然后再将纳米纤维过滤纸与基材分离开得到纳米纤维过滤纸。

为了确保纳米滤筒具有较高的透气率和较好的强度及耐用性能，进一步优选的技术方案是，所述静电纺丝的直径为50nm～80nm，纳米纤维过滤纸的平均厚度为0.1mm～0.3mm。