CN101385863B - 空气净化灭菌机及其节能操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气净化灭菌机及节能操作方法，包括风道、滤纸传动装置、机体、气压差检测器件和控制器等，机体上面设有气体通道和过滤部分，过滤部分由滤纸传动装置和活性炭过滤灭菌板等构成，传动装置由步进电机带动，滤纸等间距设有过滤工作段和非过滤工作段，机体下面放置步进电机和气压差检测传感器，在气体通道侧面空腔内放置控制器，风机设在排气口的内侧，可向室内送气产生正压，进行室内空气净化，向室外排气产生负压，进行室内空气灭菌排放，根据室内外气压差大小自动调节风机转速，根据室内外空气灰尘、病菌状况实现滤纸的单级或者双级过滤工作，根据滤纸上灰尘堵塞程度自动更新滤纸，从而实现空气净化灭菌机节能运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气净化灭菌机及节能操作方法，属于环境保护装置技术领域，用于对生活、工作的室内空间的空气净化，或对病房等有病菌空气灭菌排出。
背景技术
现代人类生活中，由于空气污染日益严重，生活环境空气质量普遍不高，空气中的烟尘、化学物质等往往会主动进入室内，病房等有病菌房间空气直接排放到大气，给工作、生活造成很多不利的影响。随着社会科技的进步和经济的发展，人类对生活、工作空间的空气质量要求也越来越高，在市场上出现了种类较多的空气净化机或者灭菌机，其中，空气清新过滤除菌方法是一种过滤吸附类净化方法，是最传统的空气净化技术。在实际使用中，过滤除菌方法利用各种滤膜或活性炭等滤芯对空气中细菌进行过滤吸附，并结合通风换气，将细菌和真菌等微生物从室内排出，降低室内空气微生物的浓度。但在净化过程中，一方面需要及时更换滤芯，另一方面过滤空气的流动阻力大，工作能耗大。
专利号为200310109359.4、名称为“节能型空调新风净化装置”和专利号为03233150.9、名称为“家用新风净化装置”的专利公开的是由具有空气进口和出口的壳体以及装在壳体内的过滤器、风机等组成的空气净化装置，过滤器包括初效过滤器和高效过滤器，其缺陷是：1、过滤器主要是由单独的网状过滤体或单独的活性炭过滤体构成，其过滤材料通常是固定安装的，不能自动更换或者调节。2、使用一段时间后，过滤材料被堵塞后需要人工更换，给使用者带来很大不便，且过滤材料往往一次使用，使用周期短，浪费严重。3、不能根据室内外空气灰尘大小、病菌的浓度等状况自动控制滤纸实现单级或者双级过滤工作。4、不能根据滤纸上灰尘堵塞程度自动更新滤纸，因此，无法解决由于滤纸过滤空气的流动阻力大而导致的运行能耗高问题。
发明内容
本发明针对目前空气清新过滤除菌方法及其空气净化机或者灭菌机的滤芯更换不便、过滤材料使用周期短、过滤空气的流动阻力大而导致能耗高等不足，提供了一种空气净化灭菌机及其节能操作方法。
本发明的空气净化灭菌机采用的技术方案是：包括机体、机体内的风道和安装在风道内的风机、位于机体两端的排气口和进气口，风道在进气口和排气口之间依次设有四段气道，在气道内侧设有光电传感器，在气道之间设有活性炭过滤灭菌板，在气道内安装风机，在气道外一侧各设有半圆柱面；机体内的滤纸传动装置包括过滤纸，依次经从动轴部件、引导轴、气道之间间隙、半圆柱面、气道之间间隙、半圆柱面、气道与机体之间间隙转入滤纸主动轴部件，主动轴部件通过链条连接驱动电机部件；驱动电机部件包括步进电机和主动链轮；气压差检测器件包括检测气压差传感器、与进气口相通的气管、与气道相通的气管、与风道相通的气管和与排气口相通的气管；机体内的控制器分别电连接气压差传感器、光电传感器、风机和步进电机。
本发明的空气净化灭菌机的节能操作方法采用的技术方案是按如下步骤：
A、将进气口与室外相通，通过排气口向室内送气产生正压，进行室内空气净化；或将进气口与室内相通，通过排气口向室外送气产生负压，进行室内空气灭菌排放；
B、在控制器的程序控制下，由气体压力传感器检测室内外气压差大小，控制器采集气压差自动多档调节风机风速；
C、通过气体压力传感器检测过滤纸两侧的气体压力差，控制器采集气压差，控制步进电机转动，驱动滤纸主动轴部件，使得过滤纸起单级或双级过滤；
D、通过气体压力传感器检测过滤纸两侧的气体压力差，控制器采集气压差，判断过滤纸上灰尘堵塞程度，气压差值降低到正常值的一半时，控制步进电机转动，驱动滤纸主动轴部件，使得过滤纸在风道内自动更新。
本发明的空气净化灭菌机可对进入室内的新空气进行过滤，使室内空气净化，也可以对排出室外的空气灭菌消毒，有效防止空气流动造成的疾病传播。
本发明的空气净化灭菌机节能操作方法是通过控制器自动控制，根据房间内外气压差大小和滤纸上灰尘堵塞程度，自动多档调节风机风速。根据室内外空气灰尘大小、病菌浓度等状况，控制滤纸传动装置传动过滤纸，实现过滤纸的单级或者双级过滤工作。根据滤纸上灰尘堵塞程度，控制滤纸传动装置自动更新过滤纸，从而使得空气净化灭菌机高效率低能耗运行，达到节能的效果。其可广泛应用于医院、流动医疗室、诊所、酒店、戏院、办公室、公厕、公共交通工具以及家庭等场合，实现新风净化，或者污染空气的灭菌消毒。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是空气净化灭菌机的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图2中的过滤纸21示意图；
图4是图2中的滤纸主动轴部件22示意图；
图5是图2中的控制器5组成结构示意图；
图6是空气净化灭菌机的节能操作方法运行工作流程示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，空气净化灭菌机包括机体3内的风道1、机体3内的滤纸传动装置2、气压差检测器件4和控制器5等。在机体3上安装空气净化灭菌机的各部件，进气口11和排气口19设在机体3两端前后面板37和38上。机体3上下面板为35和36，通过中间板31分割成上下两部分，下部分为32，上部分通过风道1分割成左右两部分33、34。在中间板31中间安装风道1，在左部分33内安装滤纸主动轴部件22、驱动电机部件24和控制器5；在右部分34内安装引导轴25和从动轴部件26，引导轴25支撑在中间板31上；下部分32内安装气压差检测器件4。风道1在进气口11和排气口19之间依次设有4段气道12、13、14、15，在气道12、13内侧设有光电传感器16，检测滤纸2传送位置，在气道14、15之间设有活性炭过滤灭菌板17，在气道15内以及后面板38的内侧安装风机18。在气道12和13外一侧各设有半圆柱面121和131。过滤部分由滤纸传动装置2和活性炭过滤灭菌板17等构成。传动装置由步进电机241带动，如图3所示，在过滤纸21上等间距设有过滤工作段212和非过滤工作段211。机体3下面用来放置步进电机241和气压差检测传感器4，在风道1侧面空腔内放置控制器5。空气净化灭菌机通过向室内送气产生正压，进行室内空气净化，或者向室外排气产生负压进行室内空气灭菌排放。
过滤纸21依次经从动轴部件26、引导轴25、气道13、14之间间隙、半圆柱面131、气道12、13之间间隙、半圆柱面121、气道12与前面板37之间间隙转入滤纸主动轴部件22，主动轴部件22通过链条23连接驱动电机部件24。驱动电机部件24包括步进电机24和主动链轮242。气压差检测器件4包括检测气压差传感器43、与进气口11相通的气管41、与气道12相通的气管42、与风道15相通的气管44和与排气口19相通的气管45；机体3内的控制器5分别电连接气压差传感器43、光电传感器16、风机18和步进电机241。
滤纸传动装置2包括过滤纸21、滤纸主动轴部件22、链条23、驱动电机部件24、引导轴25和滤纸从动轴部件26等。如图4，滤纸主动轴部件22安装在机体3的上面板35和中间板31之间，其主动轴221通过支撑轴承223安装在中间板31上，支撑轴承223由端盖224轴向固定，主动轴221下端固定从动链轮225，主动轴221上端通过上面板35上孔定位，在上面板35和中间板31之间主动轴221上下分别固定导向板222，过滤纸21绕在主动轴221上，并在上、下导向板222之间。驱动电机部件24包括步进电机241和主动链轮242等。滤纸从动轴部件26除了无从动链轮外，其它同滤纸主动轴部件22。
空气净化灭菌机控制器5组成的控制系统结构如图5所示，包括：AT89C52单片微机、单片微机分别连接键盘、显示器、气压传感器采集电路、光电开关信号输入电平转换电路、输出电平转换电路、风机调速控制的继电器组和风机调速器、步进电机驱动器。其中，光电开关信号输入电平转换电路、输出电平转换电路、风机调速控制的继电器组和风机调速器、步进电机的驱动器等，完成对风机转动速度和滤纸在气道上位置的控制。
空气净化灭菌机节能工作控制器程序流程如图6所示，包括控制器软件、硬件初始化程序、键盘显示器管理程序、检测室内外气压查及风机速度控制程序、检测过滤纸前后气体压及滤纸单级或者双级过滤工作控制程序、滤纸自动更新控制程序等。
空气净化灭菌机的工作过程如下：
空气净化灭菌机工作时，由风机18的吸力，使空气从进气口11分别进入气道12、13、14、15，经过过滤纸21一次或者二次过滤，再经过活性炭过滤灭菌板17的再次过滤，经风扇18从排气口19排出。
空气净化灭菌机进气口11与室外相通，通过排气口19向室内送气产生正压，进行室内空气净化。
空气净化灭菌机进气口11与室内相通，通过排气口19向室外送气产生负压进行室内空气灭菌排放。
空气净化灭菌机节能操作方法是针对环境颗粒物及细菌情况、房间内外气压差大小和滤纸上灰尘堵塞程度，由控制器5按照程序控制风机18和滤纸传动装置2工作，具体方法包括如下步骤：
第一步，将进气口11与室外相通，通过排气口19向室内送气产生正压，进行室内空气净化；或者将进气口11与室内相通，通过排气口19向室外送气产生负压，进行室内空气灭菌排放；
第二步，风机18的调速控制：由气体压力传感器43检测室内外气压差大小，控制器5采集气压差，并根据气压差值大小，自动多档调节风机18转速。气压差值愈大，风机18转速愈大，反之，气压差值愈小，风机18转速愈小，甚至为0。
第三步，过滤作用控制：通过气体压力传感器43检测过滤纸21两侧的气体压力差，控制器5采集气压差，当过滤纸21两侧的气体压力差在一定时间范围内变化小于一定量时，认为气体灰尘小，病菌少，控制步进电机241转动，驱动滤纸主动轴部件22，使得过滤纸21在风道1上的过滤纸仅起单级过滤作用，反之，使得滤纸在风道1上的过滤纸21起双级过滤作用。
第四步，过滤纸21自动更新控制：通过气体压力传感器43检测过滤纸21两侧的气体压力差，控制器5采集气压差，并根据气压差值大小，判断过滤纸21上灰尘堵塞程度，气压差值降低到正常值的一半左右时，灰尘堵塞到一定程度，控制步进电机241转动，驱动滤纸主动轴部件22，使得过滤纸21在风道1内自动更新。
通过以上工作，达到高效率运行的效果，达到节能目的。
Claims (6)
1.一种空气净化灭菌机，包括机体(3)、机体(3)内的风道(1)和安装在风道(1)内的风机(18)、位于机体(3)两端的排气口(19)和进气口(11)，其特征是：风道(1)在进气口(11)和排气口(19)之间依次设有四段气道(12、13、14、15)，在第一气道(12)和第二气道(13)内侧设有光电传感器(16)，在第三气道(14)和第四气道(15)之间设有活性炭过滤灭菌板(17)，在第四气道(15)内安装风机(18)，在第一气道(12)外一侧设有第一半圆柱面(121)，在第二气道(13)外一侧设有第二半圆柱面(131)；机体(3)内的滤纸传动装置(2)包括过滤纸(21)，依次经从动轴部件(26)、引导轴(25)、第二气道(13)和第三气道(14)之间间隙、第二半圆柱面(131)、第一气道(12)和第二气道(13)之间间隙、第一半圆柱面(121)、第一气道(12)与机体(3)之间间隙转入滤纸主动轴部件(22)，滤纸主动轴部件(22)通过链条(23)连接驱动电机部件(24)；驱动电机部件(24)包括步进电机(241)和主动链轮(242)；气压差检测器件(4)包括检测气压差传感器(43)、与进气口(11)相通的第一气管(41)、与第一气道(12)相通的第二气管(42)、与第四气道(15)相通的第三气管(44)和与排气口(19)相通的第四气管(45)；机体(3)内的控制器(5)分别电连接气压差传感器(43)、光电传感器(16)、风机(18)和步进电机(241)。
2.根据权利要求1所述的一种空气净化灭菌机，其特征是：机体(3)由中间板(31)分割成上下两部分，上部分由风道(1)分割成左右两部分(33、34)，在中间板(31)中间安装风道(1)，在左部分(33)内安装滤纸主动轴部件(22)、驱动电机部件(24)和控制器(5)；在右部分(34)内安装引导轴(25)和从动轴部件(26)，引导轴(25)支撑在中间板(31)上；下部分(32)内安装气压差检测器件(4)。
3.根据权利要求1所述的一种空气净化灭菌机，其特征是：滤纸主动轴部件(22)安装在机体(3)的上面板(35)和中间板(31)之间，其主动轴(221)通过支撑轴承(223)安装在中间板(31)上，支撑轴承(223)由端盖(224)轴向固定在中间板(31)上，主动轴(221)下端固定从动链轮(225)，主动轴(221)上端通过上面板(35)上孔定位，在上面板(35)和中间板(31)之间主动轴(221)上下分别固定导向板(222)，过滤纸(21)绕在主动轴(221)上，并在上、下导向板(222)之间。
4.根据权利要求1所述的一种空气净化灭菌机，其特征是：控制器(5)包括单片微机，单片微机分别连接键盘、显示器、气压传感器采集电路、光电开关信号输入电平转换电路、输出电平转换电路、风机调速控制的继电器组和风机调速器、步进电机驱动器。
5.根据权利要求1所述的一种空气净化灭菌机，其特征是：过滤纸(21)包括等间距的过滤工作段(212)和非过滤工作段(211)。
6.一种使用如权利要求1所述的空气净化灭菌机进行空气净化灭菌的方法，其特征是按如下步骤：
A、将进气口(11)与室外相通，通过排气口(19)向室内送气产生正压，进行室内空气净化；或将进气口(11)与室内相通，通过排气口(19)向室外送气产生负压，进行室内空气灭菌排放；
B、在控制器(5)的程序控制下，由气体压力传感器(43)检测室内外气压差大小，控制器(5)采集气压差自动多档调节风机(18)风速；
C、通过气体压力传感器(43)检测过滤纸(21)两侧的气体压力差，控制器(5)采集气压差，控制步进电机(241)转动，驱动滤纸主动轴部件(22)，使得过滤纸(21)起单级或双级过滤；
D、通过气体压力传感器(43)检测过滤纸(21)两侧的气体压力差，控制器(5)采集气压差，判断过滤纸(21)上灰尘堵塞程度，气压差值降低到正常值的一半时，控制步进电机(241)转动，驱动滤纸主动轴部件(22)，使得过滤纸(21)在风道内(1)自动更新。
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