CN109453897B - 带有火灾除烟功能的空气净化设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有火灾除烟功能的空气净化设备，旨在火灾中能大量吸收火灾烟雾中的有害颗粒，从而能够一定程度防止火灾环境中人吸入大量烟雾颗粒，保证人生安全。所示设备包括箱体、风机、烟雾传感器、UPS电源、外接电源和净化装置，所述的净化装置包括电极针和导电隧道管，所述电极针一端沿导电隧道管中轴线插入导电隧道管内，所述导电隧道管连接负极，电极针连接正极；风机的风向平行导电隧道管中轴线方向。在发生火灾烟雾较大时，通过烟雾报警器启动UPS电源，同时提高设备功率，能够吸收烟雾并通过电场吸附烟雾中的有害颗粒，能够一定程度上防止火灾环境中人吸入大量烟雾颗粒，防止火灾窒息致死事故的发生。
Description
技术领域
本发明涉及消防装置技术领域，尤其涉及一种空气净化设备。
背景技术
据统计，人类约有70％～80％的时间是在室内进行生活、工作、学习和休息的，因此室内的空气质量对于人类的身体健康影响尤为重大。根据大部分的室内空气检测报告显示，目前室内环境的空气污染要比室外环境的空气污染程度严重得多，室内空间中存在很多悬浮颗粒：悬浮粉尘、宠物皮屑、花粉、唾液飞沫、香烟烟雾、油烟、气溶胶、霉菌孢子、尘螨等，微粒直径0.9～90微米；细菌和病毒：细菌直径0.4～1微米、病毒直径0.02～0.3微米。这些污染物使生活在这一环境中的人类身体健康受到严重影响，因此用于改善空气质量的高效室内空气净化器是人类社会所迫切需要的。现有技术中设计了多种空气净化设备但是只能满足日常需求，在发生火灾等特殊情况下，空气净化性能不足，无法满足使用要求。
发明内容
本发明提供一种能够在火灾中能大量吸收火灾烟雾中的有害颗粒，从而能够一定程度防止火灾环境中人吸入大量烟雾颗粒，保证人生安全的带有火灾除烟功能的空气净化设备。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种带有火灾除烟功能的空气净化设备，包括箱体，所述箱体内设置风机、烟雾传感器、UPS电源、外接电源和净化装置，所述的净化装置包括电极针和若干平行布设的导电隧道管，每个导电隧道管设置有一电极针，所述电极针一端沿导电隧道管中轴线插入导电隧道管内，导电隧道管电连接UPS电源和外接电源，电极针电连接UPS电源和外接电源，所述导电隧道管连接负极，电极针连接正极；风机设置于净化装置一侧且风机的风向平行导电隧道管中轴线方向。
电极针在导电隧道管内放电形成电场，利用电极针放电使空气中的粉尘颗粒带上正电荷，这些粉尘在静电场的作用下被吸附在导电隧道管内，从而达到除尘净化空气的目的，并且电场能够起到杀菌的作用。本设备中设置了烟雾传感器，在发生火灾烟雾较大时，通过烟雾报警器启动UPS电源，同时提高设备功率，能够吸收烟雾并通过电场吸附烟雾中的有害颗粒，能够一定程度上防止火灾环境中人吸入大量烟雾颗粒，防止火灾窒息致死事故的发生。同时本设备和现有技术中采用滤网的空气净化设备不同，本设备风阻更小，能够有效降低设备功耗。
作为优选，所述净化装置包括导电支架，所述导电支架形状为矩形框架结构，电极针一端连接导电支架，另一端沿导电隧道管中轴线插入导电隧道管内，所述电极针通过导电支架连接UPS电源和外接电源。
导电支架用于安装定位电极针，使电极针能够稳定地位于导电隧道管的中轴线位置，能够在电极针周围形成稳定电场，不仅提高了空气净化性能，同时能够有效降低臭氧释放量。
作为优选，所述箱体的前面设置有可打开的前盖，所述前盖设置有控制面板和进气格栅，箱体侧面设置有出气格栅，净化装置设置在箱体靠近前盖一侧，风机设置于箱体远离前盖一侧，机箱两侧设置有用于吊装的固定边板，所述固定边板设置有安装螺孔。
前盖可打开，方便进行维护检修和清洁。
作为优选，所述净化装置还包括导电基板，所述导电基板设置若干六边形孔构成的蜂窝结构，每个六边形孔连接有一个导电隧道管，所述导电隧道管和六边形孔连通，所述导电基板位于靠近箱体前面一侧。
六边形孔构成的蜂窝结构能够有效利用导电基板的面积，增加通风量，减少风阻，降低设备功耗。
作为优选，所述设备包括控制电路，所述控制电路电连接烟雾传感器、UPS电源、外接电源、风机和净化装置，所述控制电路设置有功率调整器。
控制电路能够对设备中各部件进行控制，在烟雾传感器检测到火灾烟雾时通过功率调整器调整风机和净化装置功率，增强设备吸入风量并提高净化吸附颗粒的效果，从而应对有害粉尘和颗粒更浓的火灾烟雾。
作为优选，环绕所述导电隧道管外壁设置加强筋，所述加强筋沿导电隧道管中轴线方向延伸。
加强筋起到增加到对隧道管结构强度的作用，避免导电隧道管形变造成其中电场不稳定而使性能下降的情况。
作为优选，所述导电隧道管按每横排数量n+1和n间隔排列设置，所述数量为n的横排设置有盲孔，所述设备还包括清洁装置，所述清洁装置包括折线升降机构和清洁机构，所述清洁机构包括升降横板、清洁头、主螺杆、进给螺杆、滑动螺套、螺杆驱动机构、推进板，所述升降横板设置有n+1个螺纹通孔，主螺杆沿导电隧道管中轴线方向延伸穿过螺纹通孔并与螺纹通孔啮合，主螺杆靠近净化装置的一端设置清洁头；所述进给螺杆平行主螺杆转动连接升降横板；滑动螺套套接进给螺杆，推进板一端转动连接滑动螺套，推进板另一端转动连接主螺杆；螺杆驱动机构包括蜗轮、蜗杆和驱动伺服电机，所述蜗轮套接进给螺杆，所述蜗杆通过蜗轮驱动进给螺杆旋转，驱动伺服电机驱动蜗轮。
作为优选，所述清洁头包括封堵罩、转盘、绝缘管和静电刷，所述转盘固定连接在主螺杆靠近净化装置的一端，转盘靠近净化装置的一面设置绝缘管，所述封堵罩滑动套设在主螺杆上且位于升降横板和转盘之间，封堵罩和转盘靠近的一侧设置有相互吸附的磁铁，封堵罩可覆盖六边形孔，所述静电刷设置在绝缘管外壁。
作为优选，所述静电刷数量为多个，且沿绝缘管外壁表面的螺旋线轨迹设置。
作为优选，所述折线升降机构包括伸缩横杆、夹紧座、设置在导电基板一侧的折线导轨、设置在导电基板一侧的直线导轨、传送带、传送带轮和升降伺服电机，折线导轨和直线导轨分别设置导电基板的异侧，所述折线导轨的轨迹平行每个横排最末端的导电隧道管中心连线构成的折线轨迹，升降横板一端通过伸缩横杆滑动连接直线导轨，升降横板另一端滑动连接折线导轨；传送带由两端通过传送带轮张紧平行直线导轨设置，所述夹紧座固定连接传送带，传送带轮由升降伺服电机驱动，夹紧座通过伸缩横杆连接升降横板。
被电场吸附的粉尘颗粒及其他固体有害物质会被吸附与导电隧道管内壁逐渐积累会影响到空气净化的效果。因此增加了清洁装置能够对导电隧道管内壁进行清洁，从而能够维持设备的净化性能。
具体是，通过折线升降机构能够使升降横板能够按照导电隧道管的排列方式逐一将清洁头对准导电隧道管。在升降横板位于一横排导电隧道管面前时，通过驱动伺服电机、蜗杆和涡轮驱动进给螺杆，使主螺杆向导电隧道管进给并插入其内部。由于主螺杆和升降横板是通过螺纹孔连接的因此，在主螺杆进给过程中会旋转，从而使清洁头中的静电刷擦除导电隧道管内壁积累的固体颗粒。同时封堵罩和转盘之间通过磁铁实现可分离结构，在靠近导电隧道管时封堵罩会随着转盘沿着主螺杆靠近基板，随着主螺杆给进封堵罩覆盖六边形孔并与转盘分离，封堵罩封堵正在清洁的导电隧道管从而清洁头工作顺利进行。
清洁头在清洁工作时，通过主螺杆驱动旋转进给进入导电隧道管内部，绝缘管会在导电隧道管内壁绝缘可以阻断这一导电隧道管内的电场，从而暂停这一导电隧道管内的吸尘净化工作。此时绝缘管外壁的静电刷对导电隧道管内壁进行清洁。
附图说明
图1是本发明的箱体的结构示意图。
图2是本发明实施例一的侧视剖视结构示意图。
图3是本发明实施例一的净化装置的后视结构示意图。
图4是本发明实施例一的净化装置正视结构示意图。
图5是本发明实施例二的侧视剖视结构示意图。
图6是本发明实施例二的净化装置正视结构示意图。
图7是本发明实施例二的清洁头部件的剖视结构示意图。
图8是本发明实施例二的清洁头部件清洁状态的剖视结构示意图。
图中：
1箱体、102控制面板、103进气格栅、104出气格栅、105前盖、106固定边板、107安装螺孔、
201导电隧道管、202电极针、203导电支架、204导电基板、205六边形孔、206加强筋、207盲孔、
3风机、4烟雾传感器、5UPS电源、6外接电源、
701升降横板、702主螺杆、703进给螺杆、704滑动螺套、705推进板、706螺纹通孔、707蜗轮、708蜗杆、709驱动伺服电机、
801封堵罩、802转盘、803绝缘管、804静电刷、805磁铁、
901伸缩横杆、902夹紧座、903折线导轨、904直线导轨、905传送带、906传送带轮、907升降伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一
如图1、图2所示，本实施例发明的一种带有火灾除烟功能的空气净化设备，包括箱体1，所述箱体1内设置风机3、烟雾传感器4、UPS电源5、外接电源6、净化装置和控制电路。
所述箱体1的前面设置有可打开的前盖105，所述前盖105设置有控制面板102和进气格栅103，箱体1侧面设置有出气格栅104，净化装置设置在箱体1靠近前盖105一侧，风机3设置于箱体1远离前盖105一侧。前盖105可打开，方便进行维护检修和清洁。机箱两侧设置有用于吊装的固定边板106，所述固定边板106设置有安装螺孔107。
如图3、图4所示，所述净化装置包括导电基板204、导电支架203、电极针202和若干平行布设的导电隧道管201。
所述导电基板204设置若干六边形孔205构成的蜂窝结构，每个六边形孔205连接有一个导电隧道管201，所述导电隧道管201和六边形孔205连通。所述导电隧道管201按每横排数量n+1和n间隔排列设置。所述导电基板204位于靠近箱体1前面一侧，导电隧道管201设置于导电基板204远离箱体1前面的一侧。六边形孔205构成的蜂窝结构能够有效利用导电基板204的面积，增加通风量，减少风阻，降低设备功耗。
所述导电支架203形状为矩形框架结构，设置于导电基板204远离箱体1前面的一侧。电极针202一端连接导电支架203，另一端沿导电隧道管201中轴线插入导电隧道管201内，每个导电隧道管201设置有一电极针202。所述电极针202通过导电支架203连接UPS电源5和外接电源6。所述导电隧道管201连接负极，电极针202连接正极。
环绕所述导电隧道管201外壁设置加强筋206，所述加强筋206沿导电隧道管201中轴线方向延伸。加强筋206起到增加到对隧道管结构强度的作用，避免导电隧道管201形变造成其中电场不稳定而使性能下降的情况。
风机3设置于净化装置远离箱体1前面的一侧且风机3的风向平行导电隧道管201中轴线方向。
所述设备包括控制电路，所述控制电路电连接烟雾传感器4、UPS电源5、外接电源6、风机3和净化装置，所述控制电路设置有功率调整器。
电极针202在导电隧道管201内放电形成电场，利用电极针202放电使空气中的粉尘颗粒带上正电荷，这些粉尘在静电场的作用下被吸附在导电隧道管201内，从而达到除尘净化空气的目的，并且电场能够起到杀菌的作用。本设备中设置了烟雾传感器4，在发生火灾烟雾较大时，通过烟雾报警器启动UPS电源5，同时提高设备功率，能够吸收烟雾并通过电场吸附烟雾中的有害颗粒，能够一定程度上防止火灾环境中人吸入大量烟雾颗粒，防止火灾窒息致死事故的发生。同时本设备和现有技术中采用滤网的空气净化设备不同，本设备风阻更小，能够有效降低设备功耗。控制电路能够对设备中各部件进行控制，在烟雾传感器4检测到火灾烟雾时通过功率调整器调整风机3和净化装置功率，增强设备吸入风量并提高净化吸附颗粒的效果，从而应对有害粉尘和颗粒更浓的火灾烟雾。
实施例二
本实施例是在实施例一的基础的进一步优化方案，本实施例与实施例一的区别具体如下：
如图5、图6所示，所述导电隧道管201按每横排数量n+1和n间隔排列设置，所述数量为n的横排设置有盲孔207，所述设备还包括清洁装置，所述清洁装置包括折线升降机构和清洁机构，所述清洁机构包括升降横板701、清洁头、主螺杆702、进给螺杆703、滑动螺套704、螺杆驱动机构、推进板705，所述升降横板701设置有n+1个螺纹通孔706，主螺杆702沿导电隧道管201中轴线方向延伸穿过螺纹通孔706并与螺纹通孔706啮合，主螺杆702靠近净化装置的一端设置清洁头；所述进给螺杆703平行主螺杆702转动连接升降横板701；滑动螺套704套接进给螺杆703，推进板705一端转动连接滑动螺套704，推进板705另一端转动连接主螺杆702；螺杆驱动机构包括蜗轮707、蜗杆708和驱动伺服电机709，所述蜗轮707套接进给螺杆703，所述蜗杆708通过蜗轮707驱动进给螺杆703旋转，驱动伺服电机709驱动蜗轮707。
如图7、图8所示，所述清洁头包括封堵罩801、转盘802、绝缘管803和静电刷804，所述转盘802固定连接在主螺杆702靠近净化装置的一端，转盘802靠近净化装置的一面设置绝缘管803，所述封堵罩801滑动套设在主螺杆702上且位于升降横板701和转盘802之间，封堵罩801和转盘802靠近的一侧设置有相互吸附的磁铁805，封堵罩801可覆盖六边形孔205，所述静电刷804设置在绝缘管803外壁。
所述静电刷804数量为多个，且沿绝缘管803外壁表面的螺旋线轨迹设置。所述折线升降机构包括伸缩横杆901、夹紧座902、设置在导电基板204一侧的折线导轨903、设置在导电基板204一侧的直线导轨904、传送带905、传送带轮906和升降伺服电机907，折线导轨903和直线导轨904分别设置导电基板204的异侧，所述折线导轨903的轨迹平行每个横排最末端的导电隧道管201中心连线构成的折线轨迹，升降横板701一端通过伸缩横杆901滑动连接直线导轨904，升降横板701另一端滑动连接折线导轨903；传送带905由两端通过传送带轮906张紧平行直线导轨904设置，所述夹紧座902固定连接传送带905，传送带轮906由升降伺服电机907驱动，夹紧座902通过伸缩横杆901连接升降横板701。
被电场吸附的粉尘颗粒及其他固体有害物质会被吸附与导电隧道管201内壁逐渐积累会影响到空气净化的效果。因此增加了清洁装置能够对导电隧道管201内壁进行清洁，从而能够维持设备的净化性能。
具体是，通过折线升降机构能够使升降横板701能够按照导电隧道管201的排列方式逐一将清洁头对准导电隧道管201。在升降横板701位于一横排导电隧道管201面前时，通过驱动伺服电机709、蜗杆708和涡轮驱动进给螺杆703，使主螺杆702向导电隧道管201进给并插入其内部。由于主螺杆702和升降横板701是通过螺纹孔连接的，因此在主螺杆702进给过程中会旋转，从而使清洁头中的静电刷804擦除导电隧道管201内壁积累的固体颗粒。同时封堵罩801和转盘802之间通过磁铁805实现可分离结构，在靠近导电隧道管201时封堵罩801会随着转盘802沿着主螺杆702靠近基板，随着主螺杆702给进封堵罩801覆盖六边形孔205并与转盘802分离，封堵罩801封堵正在清洁的导电隧道管201从而清洁头工作顺利进行。而盲孔207的设计则是为了应对六边形孔205和导电隧道管201的排列规则，在清洁装置对数量较少的一横排(数量为n)时，闲置的绝缘管803和清洁头等部件进入盲孔207内，从而不影响清洁机构的正常工作。
清洁头在清洁工作时，通过主螺杆702驱动旋转进给进入导电隧道管201内部，绝缘管803会在导电隧道管201内壁绝缘可以阻断这一导电隧道管201内的电场，从而暂停这一导电隧道管201内的吸尘净化工作。此时绝缘管803外壁的静电刷804对导电隧道管201内壁进行清洁。所述静电刷804数量为多个，且沿绝缘管803外壁表面的螺旋线轨迹设置，并且所述螺旋线轨迹与主螺杆702的外螺纹为反向，如此在绝缘管803受主螺杆702推进进入导电隧道管201时，绝缘管803的旋转方向和静电刷804的螺旋线轨迹方向相反，而在绝缘管803随着主螺杆702退出导电隧道管201时，绝缘管803的旋转方向和静电刷804的螺旋线轨迹方向相同，这样就能够使清洁的导电隧道管201内的固体颗粒和粉尘等随着静电刷804一同带出，从而提高清洁效果。上述清洁工作可以在净化装置进行空气净化时一同进行，因为每次只对一排的导电隧道管201进行清洁，因此对于设备净化除尘工作影响较小。
Claims (8)
1.一种带有火灾除烟功能的空气净化设备，包括箱体(1)，其特征是，所述箱体(1)内设置风机(3)、烟雾传感器(4)、UPS电源(5)、外接电源(6)和净化装置，所述的净化装置包括电极针(202)和若干平行布设的导电隧道管(201)，每个导电隧道管(201)设置有一电极针(202)，所述电极针(202)一端沿导电隧道管(201)中轴线插入导电隧道管(201)内，导电隧道管(201)电连接UPS电源(5)和外接电源(6)，电极针(202)电连接UPS电源(5)和外接电源(6)，所述导电隧道管(201)连接负极，电极针(202)连接正极；风机(3)设置于净化装置一侧且风机(3)的风向平行导电隧道管(201)中轴线方向；
所述导电隧道管(201)按每横排数量n+1和n间隔排列设置，所述数量为n的横排设置有盲孔(207)，所述设备还包括清洁装置，所述清洁装置包括折线升降机构和清洁机构，所述清洁机构包括升降横板(701)、清洁头、主螺杆(702)、进给螺杆(703)、滑动螺套(704)、螺杆驱动机构、推进板(705)，所述升降横板(701)设置有n+1个螺纹通孔(706)，主螺杆(702)沿导电隧道管(201)中轴线方向延伸穿过螺纹通孔(706)并与螺纹通孔(706)啮合，主螺杆(702)靠近净化装置的一端设置清洁头；所述进给螺杆(703)平行主螺杆(702)转动连接升降横板(701)；滑动螺套(704)套接进给螺杆(703)，推进板(705)一端转动连接滑动螺套(704)，推进板(705)另一端转动连接主螺杆(702)；螺杆驱动机构包括蜗轮(707)、蜗杆(708)和驱动伺服电机(709)，所述蜗轮(707)套接进给螺杆(703)，所述蜗杆(708)通过蜗轮(707)驱动进给螺杆(703)旋转，驱动伺服电机(709)驱动蜗轮(707)；
所述折线升降机构包括伸缩横杆(901)、夹紧座(902)、设置在导电基板(204)一侧的折线导轨(903)、设置在导电基板(204)一侧的直线导轨(904)、传送带(905)、传送带轮(906)和升降伺服电机(907)，折线导轨(903)和直线导轨(904)分别设置导电基板(204)的异侧，所述折线导轨(903)的轨迹平行每个横排最末端的导电隧道管(201)中心连线构成的折线轨迹，升降横板(701)一端通过伸缩横杆(901)滑动连接直线导轨(904)，升降横板(701)另一端滑动连接折线导轨(903)；传送带(905)由两端通过传送带轮(906)张紧平行直线导轨(904)设置，所述夹紧座(902)固定连接传送带(905)，传送带轮(906)由升降伺服电机(907)驱动，夹紧座(902)通过伸缩横杆(901)连接升降横板(701)。
2.根据权利要求1所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，所述净化装置包括导电支架(203)，所述导电支架(203)形状为矩形框架结构，电极针(202)一端连接导电支架(203)，另一端沿导电隧道管(201)中轴线插入导电隧道管(201)内，所述电极针(202)通过导电支架(203)连接UPS电源(5)和外接电源(6)。
3.根据权利要求1所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，所述箱体(1)的前面设置有可打开的前盖(105)，所述前盖(105)设置有控制面板(102)和进气格栅(103)，箱体(1)侧面设置有出气格栅(104)，净化装置设置在箱体(1)靠近前盖(105)一侧，风机(3)设置于箱体(1)远离前盖(105)一侧，机箱两侧设置有用于吊装的固定边板(106)，所述固定边板(106)设置有安装螺孔(107)。
4.根据权利要求1所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，所述净化装置还包括导电基板(204)，所述导电基板(204)设置若干六边形孔(205)构成的蜂窝结构，每个六边形孔(205)连接有一个导电隧道管(201)，所述导电隧道管(201)和六边形孔(205)连通，所述导电基板(204)位于靠近箱体(1)前面一侧。
5.根据权利要求1所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，所述设备包括控制电路，所述控制电路电连接烟雾传感器(4)、UPS电源(5)、外接电源(6)、风机(3)和净化装置，所述控制电路设置有功率调整器。
6.根据权利要求1所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，环绕所述导电隧道管(201)外壁设置加强筋(206)，所述加强筋(206)沿导电隧道管(201)中轴线方向延伸。
7.根据权利要求1所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，所述清洁头包括封堵罩(801)、转盘(802)、绝缘管(803)和静电刷(804)，所述转盘(802)固定连接在主螺杆(702)靠近净化装置的一端，转盘(802)靠近净化装置的一面设置绝缘管(803)，所述封堵罩(801)滑动套设在主螺杆(702)上且位于升降横板(701)和转盘(802)之间，封堵罩(801)和转盘(802)靠近的一侧设置有相互吸附的磁铁(805)，封堵罩(801)可覆盖六边形孔(205)，所述静电刷(804)设置在绝缘管(803)外壁。
8.根据权利要求7所述的带有火灾除烟功能的空气净化设备，其特征是，所述静电刷(804)数量为多个，且沿绝缘管(803)外壁表面的螺旋线轨迹设置。
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