CN113108397B - 管道式风管灭菌灭病毒设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道式风管灭菌灭病毒设备，包括连接管、以及设置于所述连接管顶端的连接座；所述连接管内沿风向依次设置有深紫外组件、控制开关组件、阳极发射器以及阴极发射器，所述阳极发射器与所述阴极发射器分别为同一等离子发生装置的正极与负极；所述等离子发生装置内设置有静音等离子调谐控制电路，以控制所述静音等离子发生装置的阳极和阴极输出经变频降噪处理后的高压信号。通过上述方式，本发明将深紫外组件、控制开关组件、阳极发射器以及阴极发射器顺风向设置，通过多机制的定序配合作用，可以最高效地消灭细菌及病毒，并采用特制的连接座与C型挂钩配合连接，有利于C型挂钩的快速安装。
Description
技术领域
本发明涉及灭菌灭病毒领域，特别是涉及一种管道式风管灭菌灭病毒设备。
背景技术
在当前大环境下，人们对于灭菌灭病毒的诉求越来越高，创造无菌无病毒的安全空间环境的各种技术应运而生。而现代建筑生活中都离不开各种通风管道，尤其是中央空调和换气装置，这些通风管道在使用过程中，难免遇到可能出现的二次污染和外来污染，形成一个管道输送引起的细菌和病毒传播效应。因此，需要对通风管道在通风状态下快速实现灭菌灭病毒。
现有技术提出了一种等离子体空气杀菌消毒设备，包括等离子体产生装置和纳秒级高压脉冲电源；所述等离子体产生装置用于安装在出风管道内，包括与所述纳秒级高压脉冲电源的高压端连接的高压电极、套设于所述高压电极外的介质层以及与所述纳秒级高压脉冲电源的低压端连接的低压电极，所述低压电极设置于所述介质层的外部；所述纳秒级高压脉冲电源提供的纳秒级高压脉冲能够使所述低压电极与所述介质层之间产生介质阻挡沿面放电，进而产生等离子体和紫外光。栅栏结构的等离子体反应器可直接连接中央空调通风系统的出风管道，来自新风管道的新风经过沿面脉冲放电陶瓷管阵列组成的栅栏结构，经放电陶瓷管阵列产生的等离子体和紫外光杀菌消毒后经送风机送入出风管道并输出。这种技术虽然由放电陶瓷管阵列同时产生等离子体及紫外光，可以快速杀死细菌和病毒，但是这种结构的设备并不能完全杀死空气中的病毒，且该设备在工作时很容易产生电磁或高频声波干扰，对人体造成影响。
因此，设计一种结构简单、拆装方便、可快速且完全灭菌灭病毒、不会产生高频声波干扰及电磁污染的一种管道式风管灭菌灭病毒设备就很有必要。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种管道式风管灭菌灭病毒设备，可通过将深紫外组件、控制开关组件、阳极发射器以及阴极发射器顺风向设置，通过多机制的定序配合作用，可以自动运行，并最高效地消灭细菌及病毒，其病毒杀灭率达到99.99％，并在管身上采用特制的连接座与C型挂钩配合连接，有利于C型挂钩的快速安装，节省了本设备的维护和管理成本。
为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：
一种管道式风管灭菌灭病毒设备，用于与通风管道连接以对流经的空气灭菌灭病毒；包括连接管、以及设置于所述连接管顶端的连接座；所述连接管内沿风向方向依次设置有深紫外组件、控制开关组件、阳极发射器以及阴极发射器；所述阳极发射器与所述阴极发射器分别为同一等离子发生装置的正极与负极；所述等离子发生装置内设置有静音等离子调谐控制电路，以控制所述静音等离子发生装置的阳极和阴极输出经变频降噪处理后的高压信号。
进一步的，所述连接座上设置有呈条形结构的横孔，所述连接座上与所述横孔中心的对应位置处设置有圆孔，且所述圆孔的孔径大于所述横孔的宽度。
进一步的，所述连接管的底端设置有安装座，所述安装座的底端设置有可拆卸的端盖，所述安装座内设置有控制开关电源主板以及所述等离子发生装置。
进一步的，所述深紫外组件包括竖直设置的PCB灯条以及沿所述PCB灯条长度方向依次设置于其上的若干深紫外LED灯珠，所述若干深紫外LED灯珠位于所述PCB灯条的迎风面上。
进一步的，所述PCB灯条的底端穿过设置于所述连接管底端的灯条穿孔后与所述控制开关电源主板连接，所述控制开关电源主板上设置有供所述PCB灯条底端插接的插槽；所述PCB灯条底部的两侧均设置有凸起结构，所述连接管底端的外侧设置有容纳所述凸起结构的固定卡槽。
进一步的，所述控制开关组件包括竖直设置的支杆以及设置于所述支杆顶端的风速感应头，所述支杆的底端穿过设置于所述连接管底端的感应头穿孔后与所述控制开关电源主板连接。
进一步的，所述等离子发生装置的正极和负极处均设置有穿过所述连接管的固定管，所述固定管为绝缘材质；所述阳极发射器和所述阴极发射器分别通过连接线与所述等离子发生装置的正极和负极连接，所述连接线为耐高压材质，并容纳于所述固定管内。
进一步的，所述阳极发射器和所述阴极发射器均位于所述固定管的上方；所述阳极发射器呈圆头状设置，所述阴极发射器呈尖头状设置。
进一步的，所述安装座内设置有若干固定柱，所述控制开关电源主板通过若干固定件与所述若干固定柱连接；所述安装座的周壁上设置有供输入电源线穿过的通孔。
进一步的，所述深紫外组件、控制开关组件、阳极发射器以及阴极发射器的中心线均与所述连接管的中心线平齐。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的管道式风管灭菌灭病毒设备，通过在可拆卸的管道内将设置有深紫外LED灯珠的PCB灯条、风速感应头、阳极发射器及阴极发射器依次设置，形成一个多机制的风道灭菌灭病毒效应。使得空气进入管道内，先由深紫外LED灯进行第一道杀菌杀毒，再经过高压正极电晕场后瞬间再接触后面的高压负极电晕场。在正极与负极的迅速转换通过过程中使得细菌及病毒的自身电荷瞬间变性，从而达到瞬态破坏细菌和病毒的急速电离效应，同时由于等离子场的出现会激化空气中的水分子形成氢氧根离子再作用于空气中进一步对病毒和细菌起到分解和灭活的作用。此外，又由于末端为高压负极电晕场，从而在管道内形成的离子风以负电荷离子风为主，会拉长在管道内对空气中细菌和病毒的灭活效应时间。
2.本发明的管道式风管灭菌灭病毒设备，通过在连接管的上端设置连接座，连接座上设置有呈条形结构的横孔，连接座上与所述横孔中心的对应位置处设置有圆孔，且所述圆孔的孔径大于所述横孔的宽度，便于与C型挂钩快速装配。同时由于连接管的两端设置有两道卡箍槽，使得整机是通过吊顶挂钩吊顶及管口紧固来固定，可以快速拆装，减少了管理成本和维护成本。
3.本发明的管道式风管灭菌灭病毒设备，通过将阳极发射器设置成圆头状结构，将阴极发射器设置成尖头状结构，并采用不会产生高频声波干扰的等离子发生装置，使得整个设备在工作状态时不会影响到室内的人。
4.本发明的管道式风管灭菌灭病毒设备，通过采用风控感应头作为装置的控制开关，使得设备在无通风状态下保持待机，风控开关的感温组件恒定在一个位置，发热功耗为1W左右。当风速超过预设值时，风控电源启动给LED灯条及等离子发生装置供电，大大减少了设备的能耗，节约使用者的成本。
5.本发明的管道式风管灭菌灭病毒设备，通过在安装座的下端设置可拆卸的盖板，便于将安装座内的等离子模块及风控电源模块单独拆卸以更换或清洗，提高了设备的使用便捷性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的左视示意图；
图3是本发明的部分结构正视示意图；
图4是本发明的等离子发生装置的结构示意图；
图5是本发明的静音等离子调谐控制电路的等效电路图；
图6是本发明的深紫外组件的结构示意图；
图7是本发明的连接管的结构示意图；
图8是本发明的检测试验数据图；
附图中各部件的标记如下：1、连接管；11、卡箍槽；12、固定卡槽；2、连接座；21、横孔；22、圆孔；3、安装座；31、端盖；32、通孔；33、固定柱；4、深紫外组件；41、PCB灯条；411、凸起结构；42、深紫外LED灯珠；5、控制开关组件；51、风速感应头；52、支杆；6、等离子发生装置；60、静音等离子调谐控制电路；601、变压电路；602、调谐元件；603、信号输出电路；604、放大电路；605、高压输出电路；61、阳极发射器；62、阴极发射器；63、连接线；64、固定管；7、控制开关电源主板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
实施例
如图1至2所示，一种管道式风管灭菌灭病毒设备，用于与通风管道连接以对流经的空气灭菌灭病毒；包括连接管1、在所述连接管1内沿风向方向依次设置的深紫外组件4、控制开关组件5、阳极发射器61以及阴极发射器62，所述阳极发射器61与所述阴极发射器62分别为同一等离子发生装置6的正极与负极。其中，所述深紫外组件4、控制开关组件5、阳极发射器61以及阴极发射器62的中心线均与所述连接管1的中心线平齐，尽量降低各组件对风的阻力。
如此设置，各个功能组件按顺序运行，形成一个多机制的风道灭菌灭病毒效应。使得空气进入管道内，先由深紫外灯进行第一道杀菌杀毒，再经过高压正极电晕场后瞬间再接触后面的高压负极电晕场。在正极与负极的迅速转换通过过程中使得细菌及病毒的自身电荷瞬间变性，从而达到瞬态破坏细菌和病毒的急速电离效应，同时由于等离子场的出现会激化空气中的水分子形成氢氧根离子再作用于空气中进一步对病毒和细菌起到分解和灭活的作用。此外，又由于末端为高压负极电晕场，从而在管道内形成的离子风以负电荷离子风为主，会拉长在管道内对空气中细菌和病毒的灭活效应时间。
此外，管道内各个组件的上述安装顺序，除了灭菌灭病毒效果更好之外，还使得各个组件之间不相互影响。将控制开关组件5设置在深紫外组件4之后，使得控制开关组件5不会受到深紫外光的影响，避免造成表面快速氧化和深紫外光直接照射引起的多种风险。同时，这种设置拉开了阳极发射器61与深紫外组件4的距离，降低了高压场对深紫外组件4的影响。此外，末端设计为阴极发射器62，可以使经过处理后的风尽量少携带正离子，更有利于空气的指标健康化。
如图3所示，在一些实施例中，所述连接管1的底端设置有安装座3，所述安装座3内设置有控制开关电源主板7以及所述等离子发生装置6。所述安装座3的底端设置有可拆卸的端盖31，便于将安装座3内的等离子模块及风控电源模块单独拆卸以更换或清洗，提高了设备的使用便捷性。
如图3所示，在另一些实施例中，所述安装座3内设置有若干固定柱33，所述控制开关电源主板7通过若干固定件与所述若干固定柱33连接。所述固定件优选为螺钉，将控制开关电源主板7通过多个螺钉固定于安装座3内。所述安装座3的周壁上设置有供输入电源线穿过的通孔32，用以对整个装置供电。
所述控制开关电源主板7包含外接电源模块、风控开关电源管理模块、以及供电输出模块，可以根据检测到的风速，作出相应反应。当管道内风速达到预设值时开始对等离子发生装置6及深紫外组件4供电；当管道内风速低于预设值时停止供电并处于待机状态。
如图4至图5所示，在另一些实施例中，所述等离子发生装置6具有避免高频声波干扰的功能，防止等离子发生装置6工作时对室内人员造成影响。
所述等离子发生装置6内设置有静音等离子调谐控制电路60，以控制所述静音等离子发生装置6的阳极和阴极输出经变频降噪处理后的高压信号。静音等离子调谐控制电路60包括与开关电源耦合的变压电路601、与所述变压电路耦合的调谐元件602。变压电路601用于对所述开关电源的输出电流作变压处理。所述调谐元件602优选为SG3525芯片，其两个输出端分别对应连接至两个三极管。所述两个三极管彼此串联连接以形成信号输出电路603，所述信号输出电路603用于对所述调谐元件602推挽输出的两路高于15KHz的信号作叠加处理。所述信号输出电路603耦合至放大电路604，所述放大电路604对所述信号输出电路603输出的高于30KHz的叠加信号进行放大处理(叠加信号高于30KHz是为了保证主机振荡电路的必须工作功率高于30KHz，避免被人畜感知到)。所述放大电路604耦合至两个高压输出电路605，所述两个高压输出电路605分别输出正极高压信号与负极高压信号，用以形成等离子场，使得通过这个场的空气能被瞬间作用达到对空气灭菌灭病毒的作用。如此设置，使得等离子场发生装置6不会产生人体可以捕捉到的高频声波，避免对人的心理及生理带来影响。
所述阳极发射器61和所述阴极发射器62均位于所述固定管64的上方。
特别的，所述阳极发射器61呈圆头状设置，防止形成低于30KHz的高频尖点电爆点效应。所述阴极发射器62呈尖头状设置，可以快速将电子流释放到空气中，形成等离子场。
所述等离子发生装置6的正极和负极处均设置有穿过所述连接管1的固定管64，所述固定管64为绝缘材质。其中，所述阳极发射器61和所述阴极发射器62分别通过连接线63与所述等离子发生装置6的正极和负极连接。所述连接线63为耐高压材质，并容纳于所述固定管64内。
如图6所示，在一些实施例中，所述深紫外组件4包括竖直设置的PCB灯条41以及沿所述PCB灯条41长度方向依次设置于其上的若干深紫外LED灯珠42。所述若干深紫外LED灯珠42位于所述PCB灯条41的迎风面上，对流进管道内的风进行瞬间杀菌杀病毒处理。
其中，如图7所示，所述PCB灯条41的底端穿过设置于所述连接管1底端的灯条穿孔后与所述控制开关电源主板7连接。所述控制开关电源主板7上设置有供所述PCB灯条41底端插接的插槽，使得PCB灯条41与控制开关电源主板7可以快速插接。所述PCB灯条41底部的两侧均设置有凸起结构411，所述连接管1底端的外侧设置有容纳所述凸起结构411的固定卡槽12，便于将PCB灯条41固定，防止掉落至安装座3内。特别的，灯条穿孔的孔径大于PCB灯条41的宽度，便于通过灯条穿孔向安装座3内流入一定的风量，以对安装座3内的模块起到一定的降温作用。
在一些实施例中，所述控制开关组件5包括竖直设置的支杆52以及设置于所述支杆52顶端的风速感应头51(具体如图3所示)，风速感应头51可以持续检测管道内的风速。所述支杆52的底端穿过设置于所述连接管1底端的感应头穿孔后与所述控制开关电源主板7连接，使得风速感应头51将检测到的信号反馈给控制开关电源主板7，进行下一步动作。特别的，感应头穿孔的孔径大于支杆52的轴径，便于通过感应头穿孔向安装座3内流入一定的风量，以对安装座3内的模块起到一定的降温作用。
如图2及图3所示，所述连接管1顶端设置有连接座2。所述连接座2上设置有呈条形结构的横孔21，所述横孔21的中心处设置有圆孔22，且所述圆孔22的孔径大于所述横孔21的宽度；如此设置，不仅有利于单挂钩固定，同时在C型挂钩穿过连接座2时，圆孔22可以对应穿过C型挂钩的螺丝孔位的凸起部分，便于与C型挂钩快速装配。其中，所述连接管1的两端的周壁上均设置有两道卡箍槽11，以将所述连接管1的两端通过扎带或卡箍与通风管道连接。如此设置，便于整机通过吊顶挂钩吊顶及管口紧固来固定，可以快速拆装，减少了管理成本和维护成本。
在采用具体的实施方式时，对于直径为200mm左右的消毒风筒，其使用的PCB灯条41上设置有四个1W的深紫外LED灯珠42。设置两组内部空间为30m3的检测仓作为气雾柜。随后依据《消毒技术规范》2002年版-2.1.3进行空气消毒试验。具体操作步骤如下：
1.取试验菌菌悬液，用无菌脱脂棉过滤，再用营养肉汤培养基稀释成所需浓度；
2.同时调节两个检测仓的温度、相对湿度至实验要求的温度和相对湿度；
3.将本设备一次放入检测仓内，将门关闭；此后，一切操作和仪器设备的操纵均在检测仓外通过带有密封袖套的窗口或遥控器进行，直至实验结束，将门打开；
4.按设定的压力、气体流量及喷雾时间喷雾染菌，边喷雾染菌，边用风扇搅拌，喷雾染菌完毕后，继续搅拌5min，而后静置5min；
5.同时对对照组和实验组的检测仓分别进行消毒前采样，作为对照组试验开始前和实验组消毒处理前的阳性对照(即污染菌量)；
6.用管道风机连接试验组的检测仓做1000m3/h的空气的循环，进行消毒处理，直至试验时间达到60min，将实验组和对照组按前述方法同时进行采样；
7.在实验室进行试验，用液体撞击式采样器采集的样本，进行活菌培养计数，在37℃培养箱内培养48h，观察最后结果，并计算其病毒灭杀率；
其具体的测试数据如下表所示。其H1N1病毒的杀灭率达到99.99％的检测最高值。
由于，流动的空气会对电晕场产生形态的影响，因而等离子发生装置6需要放置在管道的尾端。而紫外线会对材质电路等造成影响，因而需要将深紫外组件4放置在管道的首端。而采用这种顺序，进行后续的试验，发现先经过LED深紫外灯条再经过静音等离子发射极的这样的结构顺序组合，达到了1+1＞2的效果。当空气经过深紫外照射区域后又突然进入等离子场的正负电晕交替场后，对细菌病毒的灭活消杀起到了呈量级倍增的效果。如果单独去增加一套深紫外和等离子管道设备，让这两套系统处于一个相对较远的位置，这种1+1＞2的倍增效应就要大大折扣。此外，深紫外的灭活消杀机制同等离子灭活消杀是有不同的原理的。但当深紫外作用过的空气中细菌和病毒在瞬间就再进行一次等离子的激化作用，就会远大于把两个模组设置较远时的灭杀效果。
以上所述仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种管道式风管灭菌灭病毒设备，用于与通风管道连接以对流经的空气灭菌灭病毒；其特征在于，包括连接管（1）、以及设置于所述连接管（1）顶端的连接座（2）；所述连接管（1）内沿风向方向依次设置有深紫外组件（4）、控制开关组件（5）、阳极发射器（61）以及阴极发射器（62），以使得经过深紫外组件（4）处理后的空气瞬间接触高压正极电晕场后瞬间再接触后面的高压负极电晕场；所述阳极发射器（61）呈圆头状设置，所述阴极发射器（62）呈尖头状设置；所述阳极发射器（61）与所述阴极发射器（62）分别为同一等离子发生装置（6）的正极与负极；所述等离子发生装置（6）内设置有静音等离子调谐控制电路（60），以控制所述等离子发生装置（6）的阳极和阴极输出经变频降噪处理后的高压信号；所述等离子发生装置（6）的正极和负极处均设置有穿过所述连接管（1）的固定管（64），所述固定管（64）为绝缘材质；连接线（63）为耐高压材质，并容纳于所述固定管（64）内；所述深紫外组件（4）包括竖直设置的PCB灯条（41）以及沿所述PCB灯条（41）长度方向依次设置于所述PCB灯条（41）上的若干深紫外LED灯珠（42），所述若干深紫外LED灯珠（42）位于所述PCB灯条（41）的迎风面上；
所述静音等离子调谐控制电路（60）包括与开关电源耦合的变压电路（601）、与所述变压电路（601）耦合的调谐元件（602），所述调谐元件（602）的两个输出端分别对应连接至两个三极管，所述两个三极管彼此串联连接以形成信号输出电路（603），所述信号输出电路（603）用于对所述调谐元件（602）推挽输出的两路高于15KHz的信号作叠加处理；所述信号输出电路（603）耦合至放大电路（604），所述放大电路（604）对所述信号输出电路（603）输出的叠加信号进行放大处理，所述放大电路（604）耦合至两个高压输出电路（605），所述两个高压输出电路（605）分别输出正极高压信号与负极高压信号；
所述阳极发射器（61）和所述阴极发射器（62）分别通过连接线（63）与所述等离子发生装置（6）的正极和负极连接；所述阳极发射器（61）和所述阴极发射器（62）均位于所述固定管（64）的上方。
2.根据权利要求1所述的管道式风管灭菌灭病毒设备，其特征在于，所述连接座（2）上设置有呈条形结构的横孔（21），所述连接座（2）上与所述横孔（21）中心的对应位置处设置有圆孔（22），且所述圆孔（22）的孔径大于所述横孔（21）的宽度。
3.根据权利要求2所述的管道式风管灭菌灭病毒设备，其特征在于，所述连接管（1）的底端设置有安装座（3），所述安装座（3）的底端设置有可拆卸的端盖（31），所述安装座（3）内设置有控制开关电源主板（7）以及所述等离子发生装置（6）。
4.根据权利要求3所述的管道式风管灭菌灭病毒设备，其特征在于，所述PCB灯条（41）的底端穿过设置于所述连接管（1）底端的灯条穿孔后与所述控制开关电源主板（7）连接，所述控制开关电源主板（7）上设置有供所述PCB灯条（41）底端插接的插槽；所述PCB灯条（41）底部的两侧均设置有凸起结构（411），所述连接管（1）底端的外侧设置有容纳所述凸起结构（411）的固定卡槽（12）。
5.根据权利要求3所述的管道式风管灭菌灭病毒设备，其特征在于，所述控制开关组件（5）包括竖直设置的支杆（52）以及设置于所述支杆（52）顶端的风速感应头（51），所述支杆（52）的底端穿过设置于所述连接管（1）底端的感应头穿孔后与所述控制开关电源主板（7）连接。
6.根据权利要求3所述的管道式风管灭菌灭病毒设备，其特征在于，所述安装座（3）内设置有若干固定柱（33），所述控制开关电源主板（7）通过若干固定件与所述若干固定柱（33）连接；所述安装座（3）的周壁上设置有供输入电源线穿过的通孔（32）。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的管道式风管灭菌灭病毒设备，其特征在于，所述深紫外组件（4）、控制开关组件（5）、阳极发射器（61）以及阴极发射器（62）的中心线均与所述连接管（1）的中心线平齐。
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