CN112717178A - 一种等离子体活化水喷雾消毒闸 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种等离子体活化水喷雾消毒闸，包括闸道，以及布置在闸道内的活化水发生机构和喷雾机构，其中，所述活化水发生机构的进水端连接外部供水部件，出水端则连接所述喷雾机构。与现有技术相比，本发明通过在流动水管中的设计封闭气囊，在气囊中放电产生等离子体，等离子体中的活性氧溶解于水中，变成活性水，活性氧在水中扩散并随水流进入喷雾管，活性水经喷雾头雾化成微液滴洒向空气中，微液滴在驱雾风扇的驱动下洒向从闸道通过的物体表面，达到表面消杀效果，微液滴在空气中飞行过程中，活性氧从微液滴中挥发出来，与空气中的细菌病毒反应，致细菌病毒失活，达到空气消杀效果。
Description
技术领域
本发明属于消毒处理技术领域，涉及一种等离子体活化水喷雾消毒闸。
背景技术
等离子体灭菌技术也是一种高效消杀解决方案，但是，空气放电等离子全会合成大量臭氧和氮氧化物等有害物质，即产生二次污染，不适合于有人存在的场景，比如车辆，也不适合有食物的应用场景。
200nm以上的紫外光/光催化虽然不产生臭氧，但是，消杀速率低，需要很长消杀时间，不适合快速通过型流水消杀作业场景，并且直线传播的紫外光会有很多照射不到死角，消杀不彻底。
化学消毒剂常常被用于物流和通关车辆和物品消毒场所，化学消毒剂及其反应生成物都会长时间滞留车辆和物品表面，对车辆和物品有腐蚀作用，挥发到空气中的化学消毒剂污染空气。
等离子体活化水富含活性氧(ROS)，ROS是强氧化剂，对细菌病毒有强力消杀效果，ROS寿命较短，与细菌病毒或者空气分子反应后失活，变成稳定的氧分子，是空气主要成分之一，不会产生二次污染物，是安全环保的消毒水，可替代化学消毒剂。等离子体刚刚活化处理过的水杀菌消毒效果最好，在等离子体处理停止后，活化水中的消杀因子ROS会快速失活，杀菌消毒效果随时间单调下降，大约几十分钟后就几乎完全失效。因此，等离子体活化水必须即时生产即时使用，需要有即开即产即用的活化水生产设备，目前尚未见可实现即开即产即用的活化水生产技术和设备公开。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种等离子体活化水喷雾消毒闸。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种等离子体活化水喷雾消毒闸，包括闸道，以及布置在闸道内的活化水发生机构和喷雾机构，其中，所述活化水发生机构的进水端连接外部供水部件，出水端则连接所述喷雾机构。
进一步的，所述的活化水发生机构由电控室与反应室组成，其中，所述反应室内设有反应管，在反应管内还设有放电电极，所述的电控室内设有高压电源，该高压电源还连接所述放电电极并对其供电。
更进一步的，所述的反应管由进水主管、以及进水方向依次阵列排布的放电管组成，其中，所述进水主管的两端分别连接外部供水部件和喷雾机构，所述放电管的一端开口并与进水主管上端连通，另一端封闭，所述放电电极穿过放电管的封闭端并伸入其内部。
更进一步优选的，所述放电电极伸入放电管的部分还套有玻璃管壳，且放电电极的上端还裸露在放电管外部。
更进一步优选的，位于相邻两放电管上的放电电极还分别与高压电源的两个输出电极相连接。
更进一步优选的，当水流经过进水主管时，在任一放电管内部的放电电极旁边区域均形成一个封闭气囊。
更进一步优选的，所述的进水主管的两端还分别设有进水电磁阀和出水电磁阀。
更进一步的，所述的电控室内还设有位于高压电源旁的散热风扇。
进一步的，所述的喷雾机构包括连接所述活化水发生机构出水端的喷雾管，所述喷雾管布置在闸道的内壁上，在喷雾管上还分布有若干喷雾头。
更进一步的，所述闸道上还布置有若干位于喷雾头旁的驱雾风扇。
与现有技术相比，本发明通过喷洒活性水雾到待消杀表面直接液相消杀物体表面细菌病毒的方式，以及活性水雾化释放出气相活性氧ROS，气相杀灭空气和物体表面细菌病毒方式，气、液两相消杀协同作用，起到快速高效消杀从消毒闸通过的车辆和物品目的。活性水雾高效安全，对车辆内的人员和食品均毒无害无副作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为活化水生成机构的结构示意图；
图中标记说明：
1-反应管，2-进水主管，3-放电管，4-放电电极，5-进水电磁阀，6-流量计，7-出水电磁阀，8-高压电源，9-散热风扇，10-喷雾管，11-喷雾头，12-驱雾风扇。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
下面对本发明的活化水喷雾消毒闸进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供了一种等离子体活化水喷雾消毒闸，包括闸道，以及布置在闸道内的活化水发生机构和喷雾机构，其中，所述活化水发生机构的进水端连接外部供水部件，出水端则连接所述喷雾机构。
在一些实施方式中，所述的活化水发生机构由电控室与反应室组成，其中，所述反应室内设有反应管1，在反应管1内还设有放电电极4，所述的电控室内设有高压电源8，该高压电源8还连接所述放电电极4并对其供电。由于等离子体活性水的活性会随时间快速衰退，不能像化学消毒剂那样，生产地与使用地分离，等离子体活化水必须是即生产即使用，因此，即开即用的等离子体活化水发生机构是等离子体活化水应用于各种场景的关键设备。本发明装置与外部供水部件(如自来水管)连接上，启动装置电源开关，一键启动，立即持续输出活性水。
具体的，所述的反应管1可以由进水主管2、以及进水方向依次阵列排布的放电管3组成，其中，所述进水主管2的两端分别连接外部供水部件和喷雾机构，所述放电管3的一端开口并与进水主管2上端连通，另一端封闭，所述放电电极4穿过放电管3的封闭端并伸入其内部。通过在进水主管2上设计放电室阵列是即开即用型等离子体活化水装置的最佳解决方案，可最大程度缩短等离子体活化水生产区到应用终端的距离，极大地减少活性水从生产到应用之间的活性衰减，是活性水活性的关键设计。
更优选的实施方式中，所述放电电极4伸入放电管3的部分还套有玻璃管壳，且放电电极4的上端还裸露在放电管3外部，放电电极4放电端设有介质包裹可防止热电弧放电，放电管3内液面会因放电管3内温度随放电时间和功率变化而升降，会导致放电的不稳定，直到熄灭，本发明设计将带玻璃壳的放电电极4伸入放电管3内，不管液面在放电过程中如何升降，也能稳定放电，是放电等离子体稳定性的关键设计。
更优选的实施方式中，位于相邻两放电管3上的放电电极4还分别与高压电源8的两个输出电极相连接，另外，两间隔的放电管3上的放电电极4连接高压电源8的同一输出电极，这样，任一个放电管3与左右相邻的放电管3组成一个最小放电单元，放电电极4之间的放电通路包括相邻放电管3之间的气囊和水，因此，彼此相隔一个放电管3的所有放电管3并联在同一个高压电源8输出端，即从反应管1一端开始向另一端按顺序给所有放电管3标号，所有单号放电管3并联在一个高压电源8输出端，所有双号放电管3并联在另一个高压电源8输出端。本发明的放电电极4设计，使放电管3之间的水只作为放电通道中的介质，水介质中只有离子位移电流，不在自来水系统中产生电势，也不受自来水系统扰动，是放电稳定性和可靠性的关键设计。
更优选的实施方式中，当水流经过进水主管2时，在任一放电管3内部的放电电极4旁边区域均形成一个封闭气囊。此处，确保放电管3位于进水主管2上方即可，优选设置为放电管3垂直于进水主管2。
由于封闭气囊里主要气体成分是水气，在封闭气囊内放电产生等离子体只会合成活性氧成分ROS，避免了氮活性成分(RNS)等有害副产物的合成，封闭气囊比传统开放性放电等离子体能产生更高浓度的活性氧ROS，活性水消杀力倍增。
更优选的实施方式中，所述的进水主管2的一端还设有进水电磁阀5和流量计6，另一端设有出水电磁阀7。
更具体的实施方式中，所述的电控室内还设有位于高压电源8旁的散热风扇9。
在一些实施方式中，所述的喷雾机构包括连接所述活化水发生机构出水端的喷雾管10，所述喷雾管10布置在闸道的内壁上，在喷雾管10上还分布有若干喷雾头11。
更具体的实施方式中，所述闸道上还布置有若干位于喷雾头11旁的驱雾风扇12。
在一些实施方式中，闸道呈两头开放、四周封闭的矩形通道。
具体的，本发明中，当高压电源8输出高电压时，相邻放电管3内部的放电电极4与封闭气囊下的液面形成高电场，高电场击穿气囊中的气体放电，产生等离子体，等离子体中的活性氧溶解于水中，变成活性水。活性氧在水中扩散并随水流进入喷雾管10，活性水经喷雾头11雾化成微液滴洒向空气中，微液滴在驱雾风扇12(根据需要也可以不设置)的驱动下洒向从闸道通过的物体表面，达到表面消杀效果，微液滴在空气中飞行过程中，活性氧从微液滴中挥发出来，与空气中的细菌病毒反应，致细菌病毒失活，达到空气消杀效果。放电发生在放电管3的封闭气囊中，气囊中的气体和水都是放电介质，放电发生在放电管3内水面上，气囊变成等离子体，等离子体分解水分子产生大量活性氧ROS成分，这是高选择性的合成活性氧ROS的关键设计。
此外，阵列设置的放电管3在放电过程中，只要反应管1有水流通过，水流与相邻放电管3之间的水中离子位移电流交融，驱动活性氧ROS进入水流中。放电管3等离子体中的活性氧溶解进入水中，再迁移到进水主管2的水流中，在放电管3内，从上而下，活性氧有浓度梯度，上高下低，浓度梯度导致活性氧扩散到主管水流中，而相邻放电管3中的水介质因存在位移电流，促进了放电管3中水介质与进水主管2中水流之间的湍流，强化了活性氧向水流中输运，减小了活性氧浓度的上下梯度差。
ROS是强效氧化因子，易与病毒或者细菌反应，破坏细胞膜和DNA结构或者导致细菌代谢失调，双双失活，病毒和细菌失活，达到消毒灭菌目的，而ROS失活后，回归稳定态氧分子，不会生成有毒有害物质长时间滞留，失活后的活化水就是普通水，因此，等离子体活化水是安全消毒液，可广泛应用于有人和食物消毒场景，尤其适用于公共卫生场所消毒。
下面结合具体实施例来对以上实施方式进行更详细的说明。
实施例1：
本实施例的活化水喷雾消毒闸参见图1和图2所示，包括闸道，以及布置在闸道内的活化水发生机构和喷雾机构，活化水发生机构由电控室与反应室组成，其中，反应室内设有反应管1，在反应管1内还设有放电电极4，电控室内设有高压电源8，反应管1由进水主管2、以及进水方向依次阵列排布的放电管3组成，其中，进水主管2的两端分别连接外部供水部件和喷雾机构，放电管3的一端开口并与进水主管2上端连通，另一端封闭，放电电极4穿过放电管3的封闭端并伸入其内部。放电电极4伸入放电管3的部分还套有玻璃管壳，且放电电极4的上端还裸露在放电管3外部。位于相邻两放电管3上的放电电极4还分别与高压电源8的两个输出电极相连接。电控室内还设有位于高压电源8旁的散热风扇9。喷雾机构包括连接活化水发生机构出水端的喷雾管10，喷雾管10布置在闸道的内壁上，在喷雾管10上还分布有若干喷雾头11。
本实施例是在微型闸道内做物品表面金黄色葡萄糖菌的灭活率测试，微型闸道是一个长5米宽2米高2米的方形通道，通道四周封闭，两端开口，通道四周内壁上均匀设置了40个喷雾头11，闸道截面小，因此未使用驱雾风扇12。活化水发生机构安装在微型闸道之外，活化水发生机构的放电功率是500W，水流速度是0.8L/min。
在一个30×30×30cm纸箱的六个面中间各贴一个金黄色葡萄糖菌株样品，纸箱放置在一个镂空的小板车上。启动活化水发生机构一分钟后，在微型闸道另一端牵引系在小板车上的绳子，小板车载着纸箱以近似匀速缓慢通过微型闸道，通过闸道时间为30秒，小板车从闸道出来5分钟后取下纸箱表面上的金黄色葡萄糖菌株样品，一起放进细胞培养箱中培养48小时，取出计数和计算，得金黄色葡萄糖菌株平均灭菌率99.2％。
总的来说，本发明通过在流动水管中的设计封闭气囊，在气囊中放电产生等离子体，等离子体中的活性氧溶解于水中，变成活性水，活性氧在水中扩散并随水流进入喷雾管10，活性水经喷雾头11雾化成微液滴洒向空气中，微液滴再洒向从闸道通过的物体表面，达到表面消杀效果，微液滴在空气中飞行过程中，活性氧从微液滴中挥发出来，与空气中的细菌病毒反应，致细菌病毒失活，达到空气消杀效果。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，包括闸道，以及布置在闸道内的活化水发生机构和喷雾机构，其中，所述活化水发生机构的进水端连接外部供水部件，出水端则连接所述喷雾机构。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述的活化水发生机构由电控室与反应室组成，其中，所述反应室内设有反应管，在反应管内还设有放电电极，所述的电控室内设有高压电源，该高压电源还连接所述放电电极并对其供电。
3.根据权利要求2所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述的反应管由进水主管、以及进水方向依次阵列排布的放电管组成，其中，所述进水主管的两端分别连接外部供水部件和喷雾机构，所述放电管的一端开口并与进水主管上端连通，另一端封闭，所述放电电极穿过放电管的封闭端并伸入其内部。
4.根据权利要求3所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述放电电极伸入放电管的部分还套有玻璃管壳，且放电电极的上端还裸露在放电管外部。
5.根据权利要求3所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，位于相邻两放电管上的放电电极还分别与高压电源的两个输出电极相连接。
6.根据权利要求3所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，当水流经过进水主管时，在任一放电管内部的放电电极旁边区域均形成一个封闭气囊。
7.根据权利要求3所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述的进水主管的两端还分别设有进水电磁阀和出水电磁阀。
8.根据权利要求2所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述的电控室内还设有位于高压电源旁的散热风扇。
9.根据权利要求1所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述的喷雾机构包括连接所述活化水发生机构出水端的喷雾管，所述喷雾管布置在闸道的内壁上，在喷雾管上还分布有若干喷雾头。
10.根据权利要求9所述的一种等离子体活化水喷雾消毒闸，其特征在于，所述闸道上还布置有若干位于喷雾头旁的驱雾风扇。
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| CN202110125366.1A CN112717178A (zh) | 2021-01-29 | 2021-01-29 | 一种等离子体活化水喷雾消毒闸 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113332585A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-03 | 刘相成 | 一种用于脚部杀菌的等离子体装置 |
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2021
- 2021-01-29 CN CN202110125366.1A patent/CN112717178A/zh active Pending
Cited By (2)
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| CN113332585A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-03 | 刘相成 | 一种用于脚部杀菌的等离子体装置 |
| CN113332585B (zh) * | 2021-05-28 | 2022-12-23 | 深圳市普瑞艾尔科技有限公司 | 一种用于脚部杀菌的等离子体装置 |
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