CN111420092B - 一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱及其杀菌灭毒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及口罩清洁技术领域，尤其是一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱及其杀菌灭毒方法,包括壳体、封闭盖，在壳体内壁上设有一外层清洁装置，在外层清洁装置两侧且沿壳体内壁周向设有高温灯，在壳体内设有支撑腔，在支撑腔上开设有一出风口，在出风口两侧设有用于将口罩固定的耳板，在支撑腔底部设有转盘，在转盘上设有内层清洁装置，在转盘中心处开设有一进风口，在进风口底部设有一与进风口连通的支撑组件，还包括一与支撑组件连通的循环风机，还包括用于驱动转盘运转的驱动机构，以及控制器，其自动化程度高，杀菌、消毒效果彻底，且不损伤口罩的各层结构，保证口罩杀菌、消毒后的防护效果，有效提高口罩的重复利用率。

Description

一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱及其杀菌灭毒方法

技术领域

本发明涉及口罩清洁技术领域，尤其是一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱及其杀菌灭毒方法。

背景技术

口罩是一种卫生用品，一般指戴在口鼻部位用于过滤进入口鼻的空气，以达到阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻的用具，以纱布或纸等制成。口罩对进入肺部的空气有一定的过滤作用，在呼吸道传染病流行时，在粉尘等污染的环境中作业时，戴口罩具有非常好的作用。

医用外科口罩一般共有三层，内层为亲肤材质：普通卫生纱或无纺布，中间的过滤层：超细聚丙烯纤维熔喷材料层，无纺布的加工方法有很多种，如湿法、化学粘合法、针刺法、纺粘法和熔喷法等，其中以熔喷法的组成纤维最细，大多采用聚丙烯为原料，它在加工过程中利用高速高温气流喷吹形成，纤维直径在0.5-4μm间，因此作为口罩最重要的部分过滤层(中间那一层)，通常采用熔喷无纺布制作。即熔喷布。“熔喷布”俗称口罩的“心脏”，它具有良好的过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性，是生产医用外科口罩与N95口罩的重要原料。熔喷布的主要原料为聚丙烯，是一种纤维直径在2微米左右的超细静电纤维布。它的直径只有口罩外层纤维直径的十分之一，可以有效捕捉粉尘。含有病毒的飞沫靠近熔喷布后，也会被静电吸附在表面，无法透过。因此是生产过滤功能口罩的必要原料。

口罩工作原理是外层用来防水防飞溅防较大的颗粒，中间层是主要的过滤层，里层为吸湿层，防止水汽呼出，使含有害物的空气通过医用口罩的滤料过滤后再被人吸入或者呼出。这几层的材料一般是由无纺布构成，无妨布不是由一根一根的纱线交织编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，它可以依靠纤维过滤的方式来实现过滤功能，纤维有五大过滤机理：直接捕获、惯性沉积、重力沉积、扩散沉积效应和静电吸附。前四种与材料的纤维结构和粒子的运动方式有关，静电吸附是口罩中非常重要的过滤方式，不同的驻极方法也会造成单位面积上电荷量及埋藏深度的差异，最终也会影响到过滤性能。杭州电子科技大学驻极体及其应用实验室曾经做过试验，同等条件下，驻极体材料比非驻极体材料的过滤效率提高了90％-190％。纤维越细，滤材的比表面积越大，吸附效果越好，同时它的网孔也越小，对颗粒的阻隔效果也就越好。由于单纯减小纤维直径，会遇到技术上的瓶颈，成本和过滤阻力都会增加，解决办法就是通过静电吸附效应提高过滤性能，简单说就是在强外电场作用下让纤维极化并长时间保持极化状态，也称驻极化，经过驻极处理的聚丙烯熔喷无纺布可以带有较为持久的静电，当空气中带电粒子在经过时，会被强烈吸附在驻极纤维上，另外不带电的粒子也会在驻极体形成的电场中极化，也会被吸附在纤维上。

由于口罩直接与口鼻进行接触，为保证口罩的卫生及过滤作用，使用后的口罩往往会丢弃，但对于非典及新型冠状病毒引起的肺炎此类公共卫生安全的呼吸道传染病，公众的口罩需求量极大，往往供不应求，对家庭而言，遇到此类公共卫生安全的呼吸道传染病，口罩的重要性不言而喻，往往一罩难求，因此，使用后将口罩造成不可逆的损失，虽然全国口罩产能已加紧恢复，但面对庞大缺口，仍呈供不应求之势。而家庭频繁的丢弃、更换口罩不仅造成需求量加大，及时性也难以保证，对使用后的口罩的杀菌、消毒，提高口罩的重复利用率可极大缓解遇到公共卫生安全的呼吸道传染病时，口罩的需求量，实时保证口罩的及时性。

研究表明，用洗衣粉等清洗剂清洁口罩会大幅降低过滤性能，其原因可能与清洗剂中所含的表面活性剂有关，其所含的疏水基团也聚丙烯分子可以产生较强的相互作用，从而引起驻极体电荷的衰减。

用酒精清洁口罩会加速口罩过滤层失效，表面涂抹、喷洒75％酒精很难起到对医用口罩内部的消毒作用，另一方面，酒精也会破坏口罩外层防水结构，原因是酒精的表面张力和水有很大不同，用酒精处理过的口罩材料对水(血液、唾液)的吸收会增强，这会加速口罩过滤层失效。

虽然有研究说聚丙烯分子与水分分相互作用弱，但更多的专家指出，水洗口罩会引起口罩过滤层驻极体电荷的严重衰减，大幅降低过滤效率。

另外，聚丙烯熔喷材料是一种热塑性高分子材料，耐老化性差对紫外线非常敏感。接受紫外线照射后，结构会发生破坏即氧化降解，使过滤性能大幅下降。

因此，提高口罩的重复利用率，要注意：一、不破坏口罩各层的结构，过滤效率尽可能下降的少，二、给过滤层重新“充电”。

CN106693010A本发明涉及一种消毒设备，尤其涉及一种雾霾口罩快速消毒设备。本发明要解决的技术问题是提供一种省时省力的雾霾口罩快速消毒设备。为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种雾霾口罩便携式清洗设备，包括有第一旋转电机、第一锥齿轮、第一转轴、丝杆、螺母、第一轴承座、第二锥齿轮、第二旋转电机、第三转轴等；第一旋转电机的输出轴通过联轴器连接有第一转轴，第一转轴上通过键连接的方式连接有第一锥齿轮，安装架内右壁通过螺栓连接的方式连接有第一轴承座。上述专利实现了口罩的消毒，但因为口罩的过滤层中有活性物质，水洗易造成口罩内置的一些活性物质失去作用，结构间隙过大，口罩也就失去了防护作用。

CN 209575339 U公开了一种口罩的消毒装置，包括消毒盒，消毒盒包括盒体和可翻折的盖设在盒体上的盒盖。盒体中设置有用于放置口罩的平台，平台开设有若干个透气孔。盒盖中安装有喷雾器，喷雾器连通有用于向喷雾器输送消毒液的储液腔，且喷雾器与储液腔的连通管道上安装有液泵，液泵用于控制输液的效率。在盒体与盒盖为闭合状态时，喷雾器的喷头朝向平台，且盒体与盒盖的闭合状态也就是整个装置的工作状态。本实用新型结构简单，可实现口罩的持续使用，不仅环保而且节约资源。虽然上述专利实现了口罩的消毒，但是消毒手段较为单一，不能完全保证口罩的杀菌灭毒效果。

发明内容

针对上述现有技术的不足，提供了一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱及其杀菌灭毒方法，其自动化程度高，杀菌、消毒效果彻底，且不损伤口罩的各层结构，保证口罩杀菌、消毒后的防护效果，有效提高口罩的重复利用率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，包括一壳体，以及用于封闭壳体的封闭盖，在壳体内壁上设有一用于将口罩外层进行杀菌灭毒洁的外层清洁装置，在外层清洁装置两侧且沿壳体内壁周向设有高温灯，在壳体内设有一用于悬挂口罩的支撑腔，在支撑腔上开设有一出风口，在出风口两侧设有用于将口罩固定的耳板，在支撑腔底部设有一用于承载支撑腔的转盘，在转盘上设有一用于将口罩内层进行杀菌灭毒的内层清洁装置，在转盘中心处开设有一进风口，在进风口底部设有一与进风口连通的用于将转盘与壳体底部连接的支撑组件，还包括一与支撑组件连通的用于向支撑腔内吹风的循环风机，还包括用于驱动转盘运转的驱动机构，以及控制器，所述控制器发送启动信号至外层清洁装置将口罩进行外层杀菌灭毒，当外层清洁装置达到预定工作时间时，控制器发送停止信号至外层清洁装置，并发送启动信号至内层清洁装置及循环风机进行内层杀菌灭毒，当内层清洁装置达到预定工作时间时，控制器发送停止信号至内层清洁装置，并发送启动信号至高温灯及驱动机构驱动口罩运转烘干，当高温灯及驱动机构驱动口罩运转烘干至预定时间时，控制器发送停止信号至驱动机构、高温灯及循环风机。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，所述外层清洁装置包括设置于壳体内壁上的且与出风口对应的第一喷头，所述第一喷头通过连通管道连通有用于储存消毒剂并将其雾化后输送至第一喷头的雾化器，所述控制器发送开启信号至驱动机构驱动口罩运行至第一喷头处，控制器发送停止信号至驱动机构，并发送开启信号至雾化器。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，所述内层清洁装置包括设置于支撑腔内壁上的且与出风口对应的第二喷头，以及与第二喷头连接的臭氧发生器。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，所述支撑组件包括一与外环与进风口连接的轴承，以及一两端分别与轴承内环及壳体底壁连接的支管。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，所述驱动机构包括一设于转盘一侧的驱动电机，以及设于驱动电机上的驱动齿轮，沿转盘外表面周向设有与驱动齿轮啮合的啮合齿，所述控制器发送信号至驱动电机。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，在壳体外壁上设有控制面板，在控制面板上设有电源启闭按键，以及用于当口罩杀菌灭毒结束后进行警示的警示灯，当控制器发送停止信号至驱动机构、高温灯及循环风机后，控制器发送开启信号至警示灯。

一种上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，包括如下步骤：

(1)将待杀菌灭毒的口罩进行固定，通过雾化的消毒剂将口罩外层进行杀菌灭毒，达到预定浓度后，停止雾化，并静止至雾化的消毒剂溶入口罩外层；

(2)对口罩内层由消毒气体进行杀菌灭毒，并对口罩由内层向外层进行循环鼓风，当消毒气体对口罩内层进行杀菌灭毒至预定时间，停止消毒气体对口罩内层进行杀菌灭毒；

(3)将口罩进行高温烘干，当口罩进行高温烘干至预定时间时，停止高温烘干；

(4)将口罩进行高温烘干，当口罩进行高温烘干至预定时间时，停止高温烘干及循环鼓风。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，所述步骤(2)中，循环鼓风对口罩内层的压力为常人呼气压力的1.5倍。

上述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，所述步骤(2)中，所述消毒气体为臭氧。

本发明一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱及其杀菌灭毒方法的有益效果是，其自动化程度高，通过循环风机与雾化的消毒剂及消毒气体的配合，实现消毒气体的对流与交换，实现口罩的杀菌灭毒，且效果彻底，不损坏口罩内、外层及过滤层结构，且循环风机鼓动空气热运动，通过口罩内部纤维的摩擦，使口罩材料重新荷电，给过滤层重新“充电”，提高口罩清洁后的静电吸附性，同时，可使附着在外层的病菌快速吹落，防止其附着在口罩外层，通过高温灯对口罩进行杀菌灭毒，进一步保证内、外层清洁的同时，使通过雾化消毒剂杀菌灭毒后的口罩快速烘干，防止细菌滋生，保证清洁后口罩的有效性，有效提高口罩的重复利用率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为驱动机构的结构示意图；

图3为壳体的剖视图；

图4为支撑腔的剖视图；

图5为壳体的俯视图；

图6为支撑组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做详细说明。

如图1、2、3、4、5、6所示，一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，包括一壳体1，以及用于封闭壳体的封闭盖2，在壳体内壁上设有一用于将口罩外层进行杀菌灭毒洁的外层清洁装置，在外层清洁装置两侧且沿壳体内壁周向设有高温灯3，在壳体内设有一用于悬挂口罩18的支撑腔4，在支撑腔上开设有一出风口5，在出风口两侧设有用于将口罩固定的耳板6，在支撑腔底部设有一用于承载支撑腔的转盘7，在转盘上设有一用于将口罩内层进行杀菌灭毒的内层清洁装置，在转盘中心处开设有一进风口，在进风口底部设有一与进风口连通的用于将转盘与壳体底部连接的支撑组件，还包括一与支撑组件连通的用于向支撑腔内吹风的循环风机8，还包括用于驱动转盘运转的驱动机构，以及控制器，所述控制器发送启动信号至外层清洁装置将口罩进行外层杀菌灭毒，当外层清洁装置达到预定工作时间时，控制器发送停止信号至外层清洁装置，并发送启动信号至内层清洁装置及循环风机进行内层杀菌灭毒，当内层清洁装置达到预定工作时间时，控制器发送停止信号至内层清洁装置，并发送启动信号至高温灯及驱动机构驱动口罩运转烘干，当高温灯及驱动机构驱动口罩运转烘干至预定时间时，控制器发送停止信号至驱动机构、高温灯及循环风机。

所述外层清洁装置包括设置于壳体内壁上的且与出风口对应的第一喷头9，所述第一喷头通过连通管道19连通有用于储存消毒剂并将其雾化后输送至第一喷头的雾化器10，所述控制器发送开启信号至驱动机构驱动口罩运行至第一喷头处，控制器发送停止信号至驱动机构，并发送开启信号至雾化器。

所述内层清洁装置包括设置于支撑腔内壁上的且与出风口对应的第二喷头20，以及与第二喷头连接的臭氧发生器11。

所述支撑组件包括一与外环与进风口连接的轴承12，以及一两端分别与轴承内环及壳体底壁连接的支管13。

所述驱动机构包括一设于转盘一侧的驱动电机14，以及设于驱动电机上的驱动齿轮15，沿转盘外表面周向设有与驱动齿轮啮合的啮合齿16，所述控制器发送信号至驱动电机。

在壳体外壁上设有控制面板17，在控制面板上设有电源启闭按键，以及用于当口罩杀菌灭毒结束后进行警示的警示灯，当控制器发送停止信号至驱动机构、高温灯及循环风机后，控制器发送开启信号至警示灯。

一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，包括如下步骤：

(1)将待杀菌灭毒的口罩进行固定，通过雾化的消毒剂将口罩外层进行杀菌灭毒，达到预定浓度后，停止雾化，并静止至雾化的消毒剂溶入口罩外层；

(2)对口罩内层由消毒气体进行杀菌灭毒，并对口罩由内层向外层进行循环鼓风，当消毒气体对口罩内层进行杀菌灭毒至预定时间，停止消毒气体对口罩内层进行杀菌灭毒；

(3)将口罩进行高温烘干，当口罩进行高温烘干至预定时间时，停止高温烘干；

(4)将口罩进行高温烘干，当口罩进行高温烘干至预定时间时，停止高温烘干及循环鼓风。

所述步骤(2)中，循环鼓风对口罩内层的压力为常人呼气压力的1.5倍。所述消毒气体为臭氧。通过模拟人的呼气的气压，实现消毒气体与雾化后的消毒剂的对流与交换，实现口罩的杀菌灭毒，且效果彻底，不损坏口罩内、外层及过滤层结构

消毒剂可选用84消毒液,雾化后的浓度为0.25％250mg/l,达到预定雾化浓度，可通过设置雾化器的工作时间，也可设置雾化浓度传感器，与控制器信号连接，控制雾化器的启闭，内层清洁装置预定工作时间10分钟。

聚丙烯熔喷材料纤维非常细，要比头发丝细十几倍，平均只有两个微米左右，不耐高温，温度大于80℃时就会收缩变形，导致结构破坏，防护效果降低，“56℃30分钟”可有效灭活病毒，因此在壳体内设置与控制器信号连接的温度传感器，控制高温灯的启闭，防止聚丙烯熔喷材料纤维收缩变形，导致结构破坏，降低防护效果。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，其特征在于：包括一壳体，以及用于封闭壳体的封闭盖，在壳体内壁上设有一用于将口罩外层进行杀菌灭毒洁的外层清洁装置，在外层清洁装置两侧且沿壳体内壁周向设有高温灯，在壳体内设有一用于悬挂口罩的支撑腔，在支撑腔上开设有一出风口，在出风口两侧设有用于将口罩固定的耳板，在支撑腔底部设有一用于承载支撑腔的转盘，在转盘上设有一用于将口罩内层进行杀菌灭毒的内层清洁装置，在转盘中心处开设有一进风口，在进风口底部设有一与进风口连通的用于将转盘与壳体底部连接的支撑组件，还包括一与支撑组件连通的用于向支撑腔内吹风的循环风机，还包括用于驱动转盘运转的驱动机构，以及控制器，所述控制器发送启动信号至外层清洁装置将口罩进行外层杀菌灭毒，当外层清洁装置达到预定工作时间时，控制器发送停止信号至外层清洁装置，并发送启动信号至内层清洁装置及循环风机进行内层杀菌灭毒，当内层清洁装置达到预定工作时间时，控制器发送停止信号至内层清洁装置，并发送启动信号至高温灯及驱动机构驱动口罩运转烘干，当高温灯及驱动机构驱动口罩运转烘干至预定时间时，控制器发送停止信号至驱动机构、高温灯及循环风机，所述外层清洁装置包括设置于壳体内壁上的且与出风口对应的第一喷头，所述第一喷头通过连通管道连通有用于储存消毒剂并将其雾化后输送至第一喷头的雾化器，所述控制器发送开启信号至驱动机构驱动口罩运行至第一喷头处，控制器发送停止信号至驱动机构，并发送开启信号至雾化器，所述内层清洁装置包括设置于支撑腔内壁上的且与出风口对应的第二喷头，以及与第二喷头连接的臭氧发生器。

2.根据权利要求1所述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，其特征是，所述支撑组件包括一与外环与进风口连接的轴承，以及一两端分别与轴承内环及壳体底壁连接的支管。

3.根据权利要求1所述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，其特征是，所述驱动机构包括一设于转盘一侧的驱动电机，以及设于驱动电机上的驱动齿轮，沿转盘外表面周向设有与驱动齿轮啮合的啮合齿，所述控制器发送信号至驱动电机。

4.根据权利要求1所述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱，其特征是，在壳体外壁上设有控制面板，在控制面板上设有电源启闭按键，以及用于当口罩杀菌灭毒结束后进行警示的警示灯，当控制器发送停止信号至驱动机构、高温灯及循环风机后，控制器发送开启信号至警示灯。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将待杀菌灭毒的口罩进行固定，通过雾化的消毒剂将口罩外层进行杀菌灭毒，达到预定浓度后，停止雾化，并静止至雾化的消毒剂溶入口罩外层；

(2)对口罩内层由消毒气体进行杀菌灭毒，并对口罩由内层向外层进行循环鼓风，当消毒气体对口罩内层进行杀菌灭毒至预定时间，停止消毒气体对口罩内层进行杀菌灭毒；

(3)将口罩进行高温烘干，当口罩进行高温烘干至预定时间时，停止高温烘干；

(4)将口罩进行高温烘干，当口罩进行高温烘干至预定时间时，停止高温烘干及循环鼓风。

6.根据权利要求5所述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，其特征是，所述步骤(2)中，循环鼓风对口罩内层的压力为常人呼气压力的1.5倍。

7.根据权利要求5所述的用于口罩的全自动杀菌灭毒箱的杀菌灭毒方法，其特征是，所述步骤(2)中，所述消毒气体为臭氧。

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