本實用新型屬于過濾結構技術領域。

背景技術：

中國發(fā)明專利CN104959611A公開了一種多孔薄膜及多孔薄膜的制備方法，制備方法主要包括步驟：以金屬或不銹鋼材質(zhì)的編織網(wǎng)為基底，采用冷噴涂的方式，將原料粉料與PVB溶液混合得到的漿料通過噴槍噴涂至基體表面，然后依次經(jīng)過烘干、制備生坯和真空燒結工藝，即制備得到多孔薄膜產(chǎn)品。所得多孔薄膜在實際應用于過濾中時存在以下問題，1)由于金屬或不銹鋼編織網(wǎng)材質(zhì)的基底的孔隙度較低，因此所得多孔薄膜的透氣度低，過濾阻力較大；2)由于金屬或不銹鋼編制網(wǎng)材質(zhì)的基底的表面光滑，因此所得多孔薄膜中基底與過濾層的結合力較弱，耐彎折性能較差，使用壽命較短；3)由于金屬或不銹鋼編制網(wǎng)材質(zhì)的基底的孔徑通常較大，在保證過濾層不易脫落的情況下不能制備較厚的過濾層，因此所得多孔薄膜的孔徑較大，過濾精度較低。

技術實現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種新的過濾結構，該過濾結構的孔徑小、孔隙度高、使用壽命長。本實用新型還要提供應用該過濾結構的過濾元件。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案為，過濾結構，包括多孔材料基材和過濾層，所述多孔材料基材包括多孔結構主體及多孔結構主體表面的纖維發(fā)散層，所述過濾層包括附著于多孔結構主體的孔隙表面的第一過濾層、與纖維發(fā)散層結合形成連接層的第二過濾層及位于連接層表面的第三過濾層。由于多孔材料基材表面的纖維發(fā)散層含有大量無序發(fā)散分布的具有超高比表面積的纖維，可在很大程度上提升了多孔材料基材的表面粗糙度，且含有很多與多孔結構主體表面呈一定夾角的纖維，因此顯著擴大了過濾層與多孔材料基材表面的接觸面積，使得過濾層與多孔材料基材的結合力顯著增強，過濾層不易脫落，過濾結構的使用壽命顯著延長。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述多孔材料基材包括由纖維經(jīng)無紡鋪制形成的多孔結構主體以及由所述多孔結構主體表面呈無序狀堆疊排列的纖維構成的纖維發(fā)散層。所述無紡鋪制是指使纖維呈無序狀堆疊排列，采用無紡鋪制得到的多孔結構主體表面容易形成無序發(fā)散分布的纖維，而金屬編織網(wǎng)或不銹鋼編織網(wǎng)是由纖維有序編織而成，因此編織網(wǎng)的表面是光滑平整的。由纖維無紡鋪制形成的多孔結構主體的孔隙度高，孔徑小，可顯著提升最終過濾結構的透氣度和過濾精度。進一步，所述多孔結構主體的孔徑呈梯度分布，所述梯度分布方向是指沿垂直于多孔結構主體表面的方向，此時，該多孔結構主體與第一過濾層的結合力更強，進一步防止過濾層脫落。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述多孔材料基材的孔隙度為75-95％。傳統(tǒng)的金屬或不銹鋼材質(zhì)的編織網(wǎng)的孔隙度通常在60％以下，所得的過濾結構的孔隙度只能更低，因此，本實用新型的多孔材料基材具有明顯的優(yōu)勢。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述多孔材料基材的材質(zhì)為金屬單質(zhì)或合金。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述過濾層由固溶體合金、面心立方結構的金屬單質(zhì)或體心立方結構的金屬單質(zhì)為基體相的金屬多孔材料構成。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述固溶體為Ni-Cr固溶體、Ag-Au固溶體、Ti-Zr固溶體、Fe-Cr固溶體、Ni-Cu固溶體、Cu-Al固溶體、Cu-Zn固溶體、Ni-Al固溶體、Ni-Cr-Fe固溶體或Fe-Ce-Al固溶體。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述過濾結構的厚度為0.1-1mm；所述過濾結構的孔隙度為70-90％；所述過濾結構的氣通量為2500-5500m³/m²·h·kpa；所述過濾結構的平均孔徑為0.05-50μm。當采用本實用新型的多孔材料基材為代替金屬或不銹鋼編織網(wǎng)時，與CN104959611A中公開的多孔薄膜相比，即使在孔徑相同的前提下，本實用新型的過濾結構的孔隙度約為該多孔薄膜孔隙度的1.5-2倍，本實用新型的過濾結構的氣通量約為該多孔薄膜氣通量的2-5倍。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述第三過濾層的厚度為0.02-0.3mm。由于連接層的存在使得過濾結構中多孔材料基材與過濾層的結合力強，因此第三過濾層不易脫落，其厚度的選擇性增強，具有上述厚度的第三過濾層的過濾結構的強度高，過濾精度高。

作為上述過濾結構的進一步改進，所述連接層的厚度為0.01-0.05mm。具有該厚度連接層的過濾結構中多孔材料基材于過濾層的結合力強。

由于本實用新型所采用的多孔材料基材與過濾層的結合力更強，因此過濾結構的可成型性更好、強度更高，因此可以將對應的過濾結構制成各種復雜形狀的過濾元件?；蚋鶕?jù)現(xiàn)有過濾元件的形狀，采用對應形狀的多孔材料基材。不同孔徑的過濾結構可以進一步組成多級過濾元件。該過濾元件應用于氣體凈化，具有更高的過濾精度、更小的過濾阻力和更長的使用壽命，可以滿足室內(nèi)空氣凈化質(zhì)量要求。

附圖說明

圖1為多孔材料基材的結構示意圖。

圖2為實施例1的過濾結構的結構示意圖。

圖3為實施例2的過濾結構的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示的多孔材料基材1包括多孔結構主體1及多孔結構主體1表面的纖維發(fā)散層2，該多孔材料基材1的厚度為0.2mm，孔隙度為80％。如圖2所示的過濾結構，包括上述多孔材料基材1和過濾層2，所述過濾層2包括附著于多孔結構主體11的孔隙表面的第一過濾層21、與纖維發(fā)散層12結合形成連接層3的第二過濾層22及位于連接層3表面的第三過濾層23。其中，僅在多孔材料基材1的一個側面形成連接層3和第三過濾層23。所述連接層的厚度為0.03mm，所述第三過濾層的厚度為0.1mm。

CN104959611A中的實施例7中采用304不銹鋼篩網(wǎng)為基體制備的多孔薄膜的厚度為0.3mm，平均孔徑為21μm，孔隙率為44％，透氣度為650m³/m²·h·kPa，過濾層為Ni-Cu固溶體。采用該實施例的制備方法，以304不銹鋼材質(zhì)的上述多孔材料基材1為基體，制備與上述多孔薄膜的過濾層、厚度和孔徑均相同的過濾結構的孔隙度為75％，透氣度為3250m³/m²·h·kPa。經(jīng)驗證，除了具有優(yōu)異的孔隙和透氣度之外，本實施例的過濾結構還具有比該多孔薄膜更好的耐彎折性能和抗震性能，使用壽命更長。

實施例2

如圖1所示的多孔材料基材1包括多孔結構主體1及多孔結構主體1表面的纖維發(fā)散層2，該多孔材料基材1的厚度為0.08mm，孔隙度為86％。如圖3所示的過濾結構，包括上述多孔材料基材1和過濾層2，所述過濾層2包括附著于多孔結構主體11的孔隙表面的第一過濾層21、與纖維發(fā)散層12結合形成連接層3的第二過濾層22及位于連接層3表面的第三過濾層23。其中，在多孔材料基材1的兩個側面均形成連接層3和第三過濾層23。其中，在多孔材料基材1兩側的連接層的厚度均為0.04mm，第三過濾層厚度均為0.02mm。

CN104959611A中的實施例1中采用紫銅篩網(wǎng)為基體制備的多孔薄膜的厚度為0.12mm，平均孔徑為15μm，孔隙率為54％，透氣度為1500m³/m²·h·kPa，過濾層為Ni-Cu固溶體。采用該實施例的制備方法，以紫銅材質(zhì)的上述多孔材料基材1為基體，制備與上述多孔薄膜的過濾層、厚度和孔徑均相同的過濾結構的孔隙度為81％，透氣度為4500m³/m²·h·kPa。經(jīng)驗證，除了具有優(yōu)異的孔隙和透氣度之外，本實施例的過濾結構還具有比該多孔薄膜更好的耐彎折性能和抗震性能，使用壽命更長。

將實施例1-2所得過濾結構裁剪、折疊為平板型、圓筒型或其他形狀的過濾元件，可以但不僅限于采用以下兩種方式。一種是將兩張不同孔徑的過濾結構制成兩級過濾元件，平均孔徑較大的第一級過濾結構先與待過濾物接觸，截留住較大的顆粒物，然后較小的顆粒物被第二級過濾結構截留。另外一種是將兩種不同孔徑的多孔材料基材疊加軋制為一體，然后再制備過濾層，然后制成過濾元件，平均孔徑較大的一側先與待過濾物接觸，截留住較大的顆粒物，然后較小的顆粒物被另一側截留。