CN103060835B

CN103060835B - 消毒机

Info

Publication number: CN103060835B
Application number: CN201310014307.2A
Authority: CN
Inventors: 刘炎; 曹存生; 徐照勋; 谈格
Original assignee: YANCHENG BOSHI ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: Yancheng Boshi Electronics Co., Ltd.
Priority date: 2013-01-11
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2033-01-11
Also published as: CN103060835A

Abstract

本发明消毒机公开了一种次氯酸钠消毒液发生装置。它包含机座组件、电子回路组件、电解槽组件、液体回路组件。机座组件含有内机体、前机体、后机体、上盖、底座。电子回路组件含有电解执行单元、状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元、单片机程序控制单元。电解槽组件含有电解槽、单向阀、电解电极。液体回路组件含有，密封环、管接头、进水胶管、水泵、出水胶管、喷嘴座、喷嘴。电解槽中的消毒液经由液体回路送出，直接喷在手部消毒或转接后喷洒消毒使用。是一种高效、环保、经济、便利的适用于家庭及公共场所的消毒设备。

Description

消毒机

技术领域

本发明涉及一种消毒机，特别是一种次氯酸钠消毒液液的发生装置。

背景技术

人类从上个世纪40年代开始大量使用次氯酸钠溶液作为广谱消毒剂，至今已有70多年历史，其应用领域有：医院、学校、家庭、酒店、饭店、食品与肉类加工企业及公共设施环境的消毒等等。

现行大量使用的次氯酸钠消毒液(俗称84消毒液)的工业生产工艺是，氯气与烧碱反应生成NaCl、NaClO和水，反应式为2NaOH+Cl2＝＝NaCl+NaClO+H2O。问题点：1.生产过程中产生大量的工业污染物，造成环境负荷。2.次氯酸钠受光受热极易分解，不可长期贮存。3.成品出厂时有效氯浓度极高(40000ppm以上)，使用时必须按比例稀释，稀释的工作有一定的专业性，对普通使用者来说，是一项既不安全又困难的事。

市场上有售的次氯酸钠消毒液发生器，是用装配在主体上的电解电极对电解杯中盐水电解，生成有效氯浓度1200ppm以上的次氯酸钠消毒液，使用时将电解杯中消毒液倒出，在另一个容器中按比例稀释。该方案虽能解决工业污染和贮存问题，但由于浓度过高不能直接用于手部及人体皮肤消毒，仍然存在使用不方便的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的产品使用不方便的问题。提供一种高效、使用方便的次氯酸钠消毒液发生装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，消毒机含有机座组件、电子回路组件、电解槽组件、液体回路组件；

机座组件含有内机体、前机体、后机体、上盖、底座，内机体设有开口向上的内腔体，上盖盖在腔体的口部，内机体与前机体、后机体、底座围成了封闭的外腔体，前机体上设有内凹曲面；

电子回路组件含有电解执行单元、状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元、单片机程序控制单元，电解执行单元、状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元分别用线束与单片机程序控制单元连接，电解执行单元安装于电解槽中，状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元、单片机程序控制单元装配在机座组件的外腔体内，状态显示单元承担显示消毒机的工作状态和手动出水命令发布的功能，安装在机座顶部的显示标牌下，红外感应单元安装在机座上喷嘴的内侧，感应头朝下对着透明窗口，电源接入单元安装在机座底部，电源接入插头口部朝下，单片机程序控制单元安装在专用盒子里；

电解槽组件含有电解槽、单向阀、电解执行单元，单向阀位于电解槽底部，电解执行单元由电解电极、水位探头、接插针、印刷电路板组成，电解电极、水位探头、接插针固定于印刷电路板上，由印刷电路板上的敷铜面走线将电解电极、水位探头与相应接插针连通，接插针与机座组件侧的接触簧片连接使整个电子回路组件连通，电解槽组件放置在内机体的内腔内；

液体回路组件含有，密封环、管接头、进水胶管、水泵、出水胶管、喷嘴座、喷嘴，通路的连接关系是，管接头一端与内机体连接，连接部位装有密封环，管接头另一端与进水胶管的一端连接，进水胶管的另一端与水泵的进水口连接，水泵的出水口与出水胶管的一端连接，出水胶管的另一端与喷嘴座连接，喷嘴连接在喷嘴座上。

喷嘴装配在前机体上的内凹曲面上方，出口朝下，喷嘴安装在角度方向可调节的喷嘴座上，其有益效果是，手部位于内凹曲面的空间内，上部的消毒液向下喷淋，人机界面友好，喷嘴的出水角度在一定范围内可以调整，满足不同人群使用习惯。

喷嘴内设置了可使液流呈旋转状态射出的分流梭，其有益效果是，液体呈发散状态喷射而出，有利于消毒液在短时间内浸湿手部各处以达到节水高效的目的。

密封环的形状特征是，在具有内孔的回转体的轴向设置一具有相同内孔尺寸的凸台，凸台内孔侧壁设置有三角形的环状凸起，凸台的外部尺寸小于回转体的外部尺寸，其有益效果是，在凸台外侧有液体的压强存在，增加密封力。

红外感应头设置在喷嘴内侧，其有益效果是，防止误动作，伸手出水，手离即停。

单片机程序控制单元含有对电解电极施加恒定电流而使用通过脉宽调制控制电压输出的集成电路，根据液体电阻的大小，来改变输出电压的高低，从而给电极片提供恒定的直流电源；单片机含有通过变换两个电解电极接电压控制集成电路的电压输出端和接地端来实现定时改变两个电解电极的极性的程序，其有益效果是，保证在规定时间内生成规定浓度的消毒液，防止电解电极表面结垢而影响电极涂层的电解效率和使用寿命。

上述解决方案的结果是使用恒定的直流电源对确定浓度的盐水电解确定的时间，生成可以直接用于手部或皮肤消毒的有效氯浓度为50ppm的次氯酸钠消毒液，并且，消毒机本身自带消毒液喷出装置，只要伸手到消毒机喷嘴下，红外感应头感应，消毒液自动喷出，手离即停，完全无接触、无二次感染，实现使用过程的自动化。

本发明的有益效果是，本发明提供的消毒机比现行同类设备更加高效、环保、经济、便利。高效是指消毒液没有稀释所产生的分解而使消毒液消毒性能下降和稀释时间的浪费，环保是指电解过程和使用后对环境零污染，经济是指按每天使用15次，全年使用费，包括水、电、盐三项，总计不到一元钱，最重要的是便利性，可以方便到像使用自来水那样，不分老幼，伸手即用。

附图说明

图1为消毒机组件分解图。

图2为消毒机电解槽组件结构图。

图3为消毒机液体回路组件结构图。

图4为消毒机电子回路组件结构图。

图5为消毒机机座组件结构图。

图6为消毒机附件组件立体图。

附图符号说明

101电子回路组件；102电解槽组件；103液体回路组件；104机座组件。

201电解槽；202单向阀；203单向阀滑竿；204电极支架；205电解槽上盖。

301密封环；302管接头；303进水胶管；304水泵；305出水胶管；306A喷嘴座；306B分流梭；306C喷嘴。

401单片机程序控制单元；401A单片机；402电解执行单元；402A电解电极；402B水位探头；402C接插针；402D印刷线路板；403状态显示单元；403A发光二极管；403B发光二极管；403C发光二极管；403D微动开关；404红外感应单元；404A红外感应头；405电源接入单元；406接插簧片。

501前机体；502后机体；503上盖；504内机体；505喷嘴固定座；506主板盒；507底座；508机脚。

601AC/DC电源变换器；601AAC/DC电源变换器输出端；602计量勺；603计量瓶；604喷雾瓶；605吸盘。

具体实施方式

图1为本发明的实施方案，消毒机含有机座组件104、电子回路组件101、电解槽组件102、液体回路组件103。其中电解槽组件102有可以从消毒机分离或不分离两种形式，图1是优选方案为可分离式的。

图5是机座组件104结构图，机座组件104含有内机体504、前机体501、后机体502、上盖503、喷嘴固定座505、主板盒506、底座507、机脚508。内机体504设有开口向上的内腔体，上盖盖在内腔体的口部。内机体504与前机体501、后机体502、底座507围成了封闭的外腔体。前机体501上设有内凹曲面，目的是让手部能伸入内凹曲面所形成的空间，位于上侧的喷嘴306C刚好对准内凹曲面所形成的空间，人机界面自然协调。前机体501与后机体502由卡扣结构相互拉紧使两侧面的结合线无缝隙，形成上下通透的桶状，将安装完毕的内机体504从上而下地放入由前后机体501和502组成桶内，再将底座507从桶底部放入，螺钉紧固，最后安装机脚508。如此结构，操作性好，拼接分割线在顶部圆周和左右两侧处，整体视觉协调。由于本发明是涉水设备，在各零件的结合处设置了密封件。

图4为电子回路组件101结构图，电子回路组件101含有，电解执行单元402、状态显示单元403、红外感应单元404、电源接入单元405、单片机程序控制单元401。电解执行单元402、状态显示单元403、红外感应单元404、电源接入单元405分别用线束与单片机程序控制单元401连接。

图1、图2、图4、图5中，电解执行单元402安装于电解槽201中。电解执行单元101含有电解电极402A、水位探头402B、接插针402C、印刷电路板402D。电解电极402A、水位探头402B、接插针402C固定于印刷电路板402D上，由印刷电路板402D上的敷铜面线路将电解电极402A、水位探头402B与相应接插针402C连通。电解电极402A有二个功能，其一是通过盐水的电阻来测定盐水浓度，其二是对浓度符合规格的盐水进行电解。水位探头402B作用是检测水位高低，控制盐水总量，也就是说，对定容量、定浓度的盐水电解，施加定量的电荷量即恒定直流施加恒定时间进行电解，可以得到的规格浓度的电解消毒液。接触针402C是将电解执行单元402通过与安装于内机体504上的接插簧片406插接，实现与单片机程序控制单元401的连接。若电解槽组件102是不可分离式的话，接插针402C和接插簧片406将由标准接插件取代。

状态显示单元403安装在内机体504顶面的内侧，顶面外侧有标牌509覆盖，状态显示单元403上设置有发光二极管403A、403B、403C、微动开关403D，发光二极管403A、403B、403C的光线可透过标牌509，微动开关403D可通过按动标牌509上的凸部进行操作，发光二极管403A、403B、403C与微动开关403D的含义印刷在标牌509上，状态显示单元403承担显示消毒机的工作状态和手动出水命令发布的功能，是人机对话窗口。

红外感应单元404安装在前机体501内凹曲面上方，装配于红外感应单元404上的红外感应头404A位于喷嘴的里侧，朝下对着透明窗口。红外感应头404A的作用与微动开关403D相同，区别在于微动开关403D是接触式开关，红外感应头404A是无接触式开关。

电源接入单元405安装在底座507底部处，电源接入插座口部朝下，它的功能是将AC/DC电源变换器的输出端601A接入。

单片机程序控制单元401安装在机座组件104的外腔体的主板盒506里。装配于单片机程序控制单元401上的单片机401A负责其它各单元送回的检测数据的判断处理和程序指令的发布，使消毒机电子回路系统处于正常的工作状态。

以上各电路单元之间用接插线束连接，形成完整的工作电路。

图2为消毒机电解槽组件102结构图，电解槽组件102含有，电解槽201、电解执行单元402、单向阀202。电解执行单元402安装在电极支架204、电解槽上盖205和电解槽201所围成的密闭的空间里，作为密封需要，在多处设置密封件，保证电解执行单元402不出现电气短路。接插针402C外露于电解槽201外侧，当电解槽组件102插入内机体504的内腔体时，接插针402C与安装于机座组件104外腔体侧的接触簧片406连接使整个电子回路组件101连通。单向阀202和单向阀滑竿203设置于电解槽201底部的出水口处，电解槽201插入本体时，单向阀滑竿203被管接头302的凸台顶起，打开单向阀202，使得电解槽中电解液与消毒机的液体回路组件103连通，当电解槽取出时，单向阀202和单向阀滑竿203落下，单向阀202与电解槽201贴合封闭出口，因此电解槽201在换水移动中不会出现液体泄漏。若电解槽组件102是不可分离式的话，电解槽201与内机体504为同一零件，单向阀202单向阀滑竿203不需要。

图3为消毒机液体回路组件103结构图，液体回路组件103含有，密封环301、管接头302、进水胶管303、水泵304、出水胶管305、喷嘴座306A、分流梭306B、喷嘴306C。通路由内到外连接顺序是，管接头302一端与内机体504连接，连接部位装有密封环301，管接头302另一端与进水胶管303的一端连接，进水胶管303的另一端与水泵304的进水口连接，水泵304的出水口与出水胶管305的一端连接，出水胶管305的另一端与喷嘴座306A连接，喷嘴306C连接于喷嘴座306A上。如此形成一个液体通路，在需要时，让消毒液从电解槽流经上述路径到达喷嘴出口，实现自动喷水消毒。

在图1、图3中，喷嘴306C装配在前机体上的内凹曲面上方，出口朝斜下方，喷嘴306C安装在角度方向可调节的喷嘴座306A上。在图3右上方，喷嘴306C固定于喷嘴座306A上，喷嘴座306A装配于喷嘴固定座505上，喷嘴座306A有多档角度调节功能，其原理是，喷嘴座306A上的轴可以围绕Z轴在喷嘴固定座505上的孔内旋转，W1、W2两个位置喷嘴固定座505上有定位柱，到达该位置时，喷嘴座306A上U型开口结构利用塑料的弹性变形会一开一合，实现定位的目的。前机体501上设置的内凹曲面所形成的空间能容纳手部的能伸入，位于内凹曲面上侧的喷嘴306C出口朝下，刚好对准内凹曲面所形成的空间，位于上部的喷嘴306C将消毒液向下喷淋，使用者可根据自身使用习惯自行调整喷嘴306C的出水角度。人机界面十分友好。

在图3右方，喷嘴306C内设置了可使液流由呈流转变为紊流状态射出的分流梭306B。其动作机理是，流体从均布在分流梭306B柱面上3条槽中快速流出，通过端面3条引流槽，让液流汇向中心并在中心形成一个高速旋转的涡流，在水泵压力作用下，水流从喷嘴306C中心小孔中成旋转状喷射而出，非常有利于在短时间内浸湿手部各处，达到省时节水目的。

在图3中，用于连通电解槽201和液体回路的密封环301采用有弹性硅橡胶材料制成，基本形状是，在具有内孔的回转体的轴向设置一具有相同内孔尺寸的凸台，凸台内孔侧壁设置有三角形的环状凸起，凸台的外部尺寸小于回转体的外部尺寸。其作用原理是在密封环凸台外部有液体的压强存在从而增加密封力。本优选实施方案中具体形状如左上的放大图，展示了两部件的密封配合状况，密封环的压力主要有两部分组成，一部分是密封环301的硅橡胶材料的密封面弹性变形所形成的力，另一部分是来自S腔内液体压强，其设计机理是，当电解槽201插入密封环301后，液体从电解槽201进入管接头302同时充满联通的空间，处于S腔的液体有压强，其值根据帕斯卡定律p＝g*h，作用在密封环301密封面上的力F＝g*h*s。在本实例中，当电解槽满水时，密封环301密封面获得0.5kg的液体包容力。从而在密封环301硅橡胶材料的弹性压力和液体的压力的合力作用下，保障了电解槽201与密封环301之间的密封。若电解槽组件102是不可分离式的话，密封环301不需要。

在图1中，红外感应头404A设置在喷嘴306C紧邻内侧，即靠近前机体上的内凹曲面侧，方向向下，如此设置目的是防止误动作，手必须处于喷嘴306C下，才可能感应出水，手离即停，实现完全无接触使用，避免交叉感染。

在图4中，单片机程序控制单元401含有对电解电极402A施加恒定电流，而使用通过脉宽调制控制电压输出的集成电路，根据溶液电阻的大小，来改变输出电压的高低，从而给电极片402A提供恒定的直流电源。因为在添加不同量食盐时，溶液的电阻值是不一样的，以及在电解过程中，随着电解的进行，氯化钠的浓度在下降，溶液的电阻值也在变化，这样，只有恒定电解电流才能够保证在规定时间内生成规定浓度的消毒液。单片机401A含有通过变换两个电解电极402A接电压控制集成电路的电压输出端和接地端来实现定时改变两个电解电极402A的极性的程序，这样，有效地防止电解电极402A表面结垢而影响电极涂层的电解效率和使用寿命。

图6为消毒机附件组件，附件组件包含，AC/DC电源变换器601、计量勺602、计量瓶603、喷雾瓶604、定位吸盘605。AC/DC电源转换器601输出端601A连接于电源接入单元405，从而向本体输送规格规定的低压(如5V)直流电源，外接AC/DC电源转换器601可以让消毒机本体与危险电压隔离，保证用户安全、安心地使用。消毒机还配备了计量勺602、计量瓶603、喷雾瓶604、定位吸盘605。计量勺602、计量瓶603用于配制规定浓度盐水原液。喷雾瓶604用于从消毒机转接消毒液进行物体、场地的喷洒，除味消毒。定位吸盘605一头固定在底座507底部，吸盘端吸紧于消毒机放置面上，预防机体翻到。

上述实施方案的消毒机，使用过程是，电解槽组件102从消毒机中向上拔出，加水至图2中电解槽201的刻度线H1与H2之间，用图6中计量勺602、计量瓶603预先配好的盐水一瓶盖加入电解槽201中，完成加水的电解槽组件102插回到消毒机内，图4中电解槽侧接插针402C与本体侧接触簧片406连接，整个电器回路导通，机器进入工作状态。其顺序是，1.水位检测：多个水位探头402B将数据送给单片机401A处理，判断水位正确与否，2.盐水浓度检测：通过电极片402A之间的电阻值数据来判断盐水浓度是否符合规格。3.电解：水位、水质确认正确后，电解开始，向浸没在盐水溶液中的电解电极402A施加125mA恒定直流电流，此时发光二极管401A闪烁。4.使用：电解20分钟后，发光二极管401A由闪烁转为常亮，电解完成，电解液有效氯浓度为50ppm，可以直接使用。5.换水/加水，消毒液使用完毕、长时间滞留未用或水位水质错误时，发光二极管401B闪烁，告知使用者需加水或换水。6.出水：有2种出水方法，洗手消毒时直接将手伸到喷嘴下，红外感应头404A感应出水，另一种方法是一手按下微动开关403D，一手将喷雾瓶对准喷嘴306C，转接后使用，此时，发光二极管401C灯点亮。

在上述实施方法中，核心目标是电解液的有效氯浓度为50ppm，这个浓度既可杀菌又对人的皮肤无损伤，为了达成杀菌的目标，采取了一系列技术措施，1.电解槽上有水位刻度线。2.计量瓶配制规定浓度的盐水原液。3.有计量器具向电解槽投放原液。上述三个措施让使用者方便地配置成确定容量、浓度的电解盐水，4.消毒机对上述指标的判断确认，5.对电解电极施加恒定电流电解恒定的时间。按上述实施的消毒机，使用者只要按要求向电解槽加盐水，无需其它操作，由消毒机自行完成消毒液的生成，最大程度地方便了使用。

Claims

1.一种消毒机，其特征是：含有机座组件、电子回路组件、电解槽组件、液体回路组件；

机座组件含有内机体、前机体、后机体、上盖、底座，内机体设有开口向上的内腔体，上盖盖在内腔体的口部，内机体与前机体、后机体、底座围成了封闭的外腔体，前机体上设有内凹曲面；

电子回路组件含有电解执行单元、状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元、单片机程序控制单元，电解执行单元、状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元分别用线束与单片机程序控制单元连接，电解执行单元安装于电解槽中，状态显示单元、红外感应单元、电源接入单元、单片机程序控制单元安装在机座组件的外腔体内；

电解槽组件含有电解槽、单向阀、电解执行单元，单向阀位于电解槽底部，电解执行单元由电解电极、水位探头、接插针、印刷电路板组成，电解电极、水位探头、接插针固定于印刷电路板上，电解槽组件放置在内机体的内腔体内；

2.如权利要求1所述的消毒机，其特征是，喷嘴安装在前机体上的内凹曲面上方，出口朝下，喷嘴安装在角度方向可调节的喷嘴座上。

3.如权利要求1或2所述的消毒机，其特征是，喷嘴内设置了可使液流呈旋转状态射出的分流梭。

4.如权利要求1所述的消毒机，密封环的形状特征是，在具有内孔的回转体的轴向设置一具有相同内孔尺寸的凸台，凸台内孔侧壁设置有三角形的环状凸起，凸台的外部尺寸小于回转体的外部尺寸。

5.如权利要求1或2所述的消毒机，其特征是，红外感应头设置在喷嘴内侧。

6.如权利要求1所述的消毒机，其特征是，单片机程序控制单元含有对电解电极施加恒定电流而使用通过脉宽调制控制电压输出的集成电路；单片机含有通过变换两个电解电极接电压控制集成电路的电压输出端和接地端来实现定时改变两个电解电极的极性的程序。