冯健
安徽凤凰滤清器股份有限公司 安徽 蚌埠 233000
摘要：净化器主要用于净化空气和水源，具有强大的吸附、过滤能力，能够有效缓解环境污染，可为打造舒适环境、保护人体健康提供辅助。基于此，本文以提高空气净化器滤芯装置实用性为目标，对净化器的滤芯装置进行了简要分析，然后从结构、原理和外形等方面开展了净化器滤芯装置的创新设计，希望能为相关工作人员带来参考。
关键词：空气净化器；滤芯装置；滤芯清洁；创新设计
前言：滤芯装置是空气净化器的重要组成部分，也是该装置净化功能得以发挥的主要依据。在实际应用环节，净化器的滤芯必须保持洁净，否则会对净化器的净化功能造成干扰。为此，相关工作人员应该积极推进净化器滤芯材料优化和滤芯装置结构创新，为有效开展滤芯清洗与除菌杀毒，节约滤芯维护成本奠定基础。
1空气净化器滤芯装置概述
在空气净化器当中，滤芯装置至关重要，其有效将直接影响空气净化器的实用性。通常来说，空气净化器的过滤装置有两种，其一是滤网装置，其二是滤芯装置。滤网装置以HEPA滤网为主，具有极高的应用广泛性和安全性，但只滤除悬浮颗粒，而且滤网无法清洗只能定期更换；滤芯装置则以活性炭滤芯或静电除尘滤芯为主，使用时需定期清洗，滤芯的使用寿命相对较长无需频繁更换[1]。在实践中，空气净化器的滤芯装置普遍具有自净功能，可以完成定期开展滤芯清洁，但为了进一步提高滤芯的使用寿命，降低淘汰滤芯对环境的污染，相关人员仍然需要对净化器滤芯装置的性能加以优化。
2空气净化器滤芯装置的创新设计要点
此次创新设计的最终目标，是提高空气净化器滤芯装置的实用性与耐久性，因此设计人员会对该装置的工作原理和流程进行改良，并优化调整滤芯装置的结构。在下文中，笔者将进一步阐述空气净化器滤芯装置的创新设计要点。
2.1改良滤芯装置结构
为提高净化器滤芯装置的自洁能力，可在装置中加设清洁装置，进而为有效清除滤芯装置表面粗大颗粒、强力吸附滤芯装置中的细微颗粒和高效开展滤芯装置消毒杀菌奠定基础。空气净化器滤芯装置结构如图1所示，在该结构中，设有2个滤芯导向槽，它们分别被基于竖向方向设置在装置的左右两侧内壁之上。在滤芯装置当中，毛刷板、电机、滑块导向槽等多种零部件共同组成了清洁组件，它们的主要功能是清洁滤芯，提高滤芯的耐久性和安全性。滑块导向槽，位于装置底部，它以竖直方式被固定在装置的前侧内壁当中，槽内设有曲柄滑块机构的滑块滑动装置。当然，滤芯装置的结构设计工作人员在确保电机和滤芯固定板可以被有效连接的基础上，还能在装置后侧的内壁上设置滑块导向槽。
滤芯装置的曲柄滑块机构主要用于连接电机和被安装在滑块上的滤芯固定板，在该板的顶部可搭设滤芯，而且二者都应该位于左右滤芯导向槽之间；在清洁时，固设在滤芯前后两侧的毛刷版与紫光灯管，可以对滤芯进行全面清洁和杀菌。尘袋抽屉与静电发生器也是滤芯装置结构中的重要组成部分，前者固定在滤芯固定板之下，后者则设置在前者底部。
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2.2规划装置运行流程
在装置运行过程中，滤芯将在滤芯导向槽的导向作用下运动到滤芯固定板之上，基于滤芯固定板的有效支撑能为灰尘下落提供便利。在设计时，需对滤芯以及滤芯固定板的横截面尺寸进行比对，前者应该与后者相等或大于后者，这样才能避免滤芯中的灰尘落在滤芯固定板之上。在滤芯装置启动后，滤芯前侧与后侧区域是最为主要的清理区，清洁时毛刷板和紫光灯管将先后完成灰尘清理和消毒杀菌，可大幅提升净化器滤芯的洁净度与耐久性、增强净化器的实用性。被毛刷刷下的灰尘会在静电发生器的影响下，与滤芯中的细小灰尘一起被吸入尘袋抽屉，避免灰尘二次扩散再次污染滤芯。
当滑块导向槽位于装置后侧内壁时，曲柄滑块机构的滑块仍然与滤芯固定板相连，依靠电机的带动滑块上的滤芯固定板和滤芯固定板上的滤芯都能够顺着滑块导向槽滑动。在实际应用环节，滤芯以及其固定板并非以固定装置连接，当滤芯固定板推顶滤芯使其向上运动时，滤芯会受到毛刷阻力进而完成表面清灰；而当滤芯固定板不再推顶滤芯（向下动作）时，后者会受重力影响下落并在静电发生器的影响之下完成消毒杀菌。
2.3明确创新设计原理
本次设计是在净化器滤芯装置中加入了清洁装置，从结构和性能上推动了滤芯装置的创新和优化。在装置使用环节，滤芯将以从上至下的方式插入滤芯导向槽之间，直至与滤芯固定板顶部接触；然后启动滤芯装置电源和开关，使静电发生器、电机和紫外灯管都处于正常运行状态；再基于电机控制滤芯固定板和滤芯上下移动，完成清洁与杀菌，并在装置运行过程中循环往复直至滤芯得到彻底清洁后可关闭电源取出滤芯。在滤芯装置的电路上，连接着电机、蜂鸣器、紫光灯管、开关、静电发生器、电源线、计时器等多个元器件，其中蜂鸣器与电源和开关并联，将发挥提示作用；计时器与紫外灯管串联，将发挥及时功能。
2.4深化主体外壳设计
在创新设计方案中，滤芯装置的外壳顶端为开口端且有顶盖，可为安装滤芯提供便利，更能为防止灰尘扩散提供保障。装置主体的外壳塑件的厚度为3mm，部分区域厚度为10mm，装置长度为22cm，宽度为5.9cm，高度为3.7cm。在实际应用过程中，主体外壳主要发挥支撑作用，可用于保证装置的稳定运行，外壳材料选用了质轻但力学性能良好的ABS塑料，表面硬度、冲击强度高，收缩率低[2]。
滤芯装置的主体外壳由滤芯导滑槽（2个）、毛刷面板定位槽、曲柄滑块机构导向槽、电机定位槽和电气抽屉定位导向板组合而成。为优化主体外壳的结构，设计人员需要合理选定外壳的型腔布局和分型面。比如，以ABS材料注射成型方式打造主体外壳，选用上下分别成型方法提高结构稳定性。注射成型阶段，合理开展浇注系统设计也十分重要。浇注系统在开展塑料注射、保压与热量传递方面作用突出，浇注系统的合理性将对主体外壳的最终质量产生深刻影响。不仅如此，进胶方式的差异，也会导致注射成型与加工制造难度变化。基于此，本次设计将采用4点进胶点浇口的方式进行浇注。
为保证滤芯装置结构的实用性，相关工作人员应该先做好外壳的模具设计工作。在外壳模具设计过程中，相关工作人员还需要做好成型零件与推出机构设计。比如，以组合型腔型芯的方式，设计成型零件，并基于模腔抛光优化塑件外观和表面质量。而在推出机构设计方面，相关工作人员则需要合理布设顶杆。比如，基于均匀分布圆顶针的方式设计推出机构，为塑件顺利顶出提供保障。此外，外壳模具设计环节，还需合理布设冷却与排气系统。比如，基于循环水路设计冷却系统，基于自然间隙和型腔排气槽排气方式设计排气系统。
结论：综上所述，净化器的滤芯需要定期清洁和消毒才能保证其实用性，为提高操作便捷性，相关工作人员可以对净化器滤芯装置进行优化设计，基于可持续化环保系统延长滤芯的使用寿命，减少因滤芯丢弃而造成的环境问题。为此，技术人员可以从净化器滤芯装置的结构和工作原理优化角度出发，开展创新设计。
参考文献：
[1]陈志超,陈叶娣,陈学斌,等.净化器滤芯装置的创新设计及模具开发[J].模具制造,2020,20(04):42-45.
[2]王鹏.PSU基驻极纳米纤维空气过滤材料的可控制备及其在车载空气净化器应用研究[D].东华大学,2019.