CN113639369A - 一种医用空气净化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种医用空气净化设备，包括外壳，外壳于净化腔处和出风腔处分别设有进风口和出风口；滤网组件包括间隔排列的前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网；滤网检测组件实时检测各层滤网的有效性，其包括支撑体和电阻应变片，支撑体固定于净化腔内，三组电阻应变片分别位于前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的后方，通过各层滤网后的气流压力对电阻应变片产生的变形量转变为变化的电信号，电阻应变片的基片两端均固定于支撑体上且中部悬空，电阻应变片的电阻丝连接测量导线；风机安装于出风腔内，将滤网组件过滤后的空气排出外壳。本发明可准确判断滤网更换时机，保证了净化性能。

Description

一种医用空气净化设备
技术领域
本发明属于空气净化技术领域，具体涉及一种医用空气净化设备。
背景技术
医用空气净化器是利用空气过滤系统不断将外部空间的气体通过进风口与过滤网和空气净化过滤器净化处理后，再放回空气中，以达到保持病房、产房及婴儿室、输液室等空间内的空气洁净的效果。
例如，CN201810250675.X的专利文献公开了一种空气净化设备，其包括：外壳与底座连接，底座内安装有电机，电机通过电线连接安装在外壳内的风扇，风扇通过固定支架固定在底座上，风扇左侧安装有进风口，风扇右侧安装有净化腔，净化腔内安装有活性炭过滤层，活性炭过滤层右侧安装有HEPA过滤网，净化腔底部安装有紫外线灭菌灯，紫外线灭菌灯与安装在底座的电源连接，净化腔右侧安装有出风口，其所要解决的技术问题是提供一种空气净化设备，其能够通过净化腔内的活性炭过滤层、HEPA过滤网对空气中的甲醛进行有效的吸附净化。
医用空气净化设备使用一段时间后，需要更换滤网，现有的空气净化设备通常是采用对滤网使用时长计时的方式来提醒更换滤网，而由于净化设备使用环境洁净度的差异，使滤网的更换时间相应地产生差异，若环境洁净度差，滤网已经污染，则需要提前更换，如果没有及时更换，会造成净化效果不能满足使用场景的净化要求。
此外，由于环境中污染物种类的差异，导致每层滤网的过滤性能之间也会产生差异，例如在粉尘含量多、而其他污染物少的环境中，用于过滤粉尘的滤网就需要提前更换，而其他滤网则可以再使用一段时间，因此，需要根据实际情况及时、准确地掌握各个滤网的使用和更换情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种医用空气净化设备，以解决医用空气净化器的滤网更换时机判断不准确，影响净化性能的问题。
本发明提供了如下的技术方案：
一种医用空气净化设备，包括：
外壳，所述外壳内设有互相连通的净化腔和出风腔，所述外壳于净化腔处和出风腔处分别设有进风口和出风口；
滤网组件，安装于所述净化腔内，用于对净化腔内的空气过滤和杀菌，所述滤网组件包括间隔排列的前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网；
滤网检测组件，也安装于所述净化腔内，用于实时检测各层滤网的有效性；所述滤网检测组件包括支撑体和电阻应变片，所述支撑体固定于净化腔内，三组所述电阻应变片分别位于前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的后方，通过各层滤网后的气流压力对电阻应变片产生的变形量转变为变化的电信号，所述电阻应变片的基片两端均固定于支撑体上且中部悬空，所述电阻应变片的电阻丝连接测量导线；
风机，安装于出风腔内，用于将滤网组件过滤后的空气排出外壳。
优选的，所述滤网检测组件还包括柱体和横杆，所述柱体位于所述净化腔的中央，多根所述横杆呈水平放射状地安装于所述柱体上，所述横杆的端部安装所述支撑体，所述HEPA过滤网和活性炭过滤网上均设有供相应的横杆贯穿的通孔。
优选的，所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网均为环形，并且所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网由外至内依次排列；所述滤网检测组件包括分别用于检测所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件，所述第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件的支撑体在高度方向上交错、同轴设置，且分别位于前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的后方。
优选的，所述电阻应变片螺接或者粘贴于所述支撑体上，所述支撑体磁吸于横杆的端部。
优选的，所述第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件的横杆分别为第一横杆、第二横杆和第三横杆，所述第一横杆、第二横杆和第三横杆由下至上依次排列且长度依次缩小，所述第一横杆贯穿所述HEPA过滤网和活性炭过滤网上的通孔，所述第二横杆贯穿所述活性炭过滤网上的通孔，所述第三横杆位于所述活性炭过滤网围合成的空间内。
进一步的，所述柱体由升降装置驱动作升降移动，所述第一横杆和第二横杆均包括互相铰接的连杆和横移杆，所述连杆的根部铰接于所述柱体上；当所述升降装置上下移动所述柱体时，所述连杆带动所述横移杆沿着所述通孔向内侧水平移动，当所述横移杆脱离通孔时，可拆卸位于其外侧的滤网。
优选的，所述升降装置包括电机和驱动式地连接所述电机的齿轮，所述柱体的底部加工有与所述齿轮啮合的齿条，所述电机驱动所述齿轮旋转，带动所述柱体上下移动。
优选的，所述外壳的顶部可拆卸地安装风机室，所述风机位于所述风机室内，所述风机室的底板将外壳内部隔离成净化腔和出风腔；拆卸外壳的出风口和所述风机室后，所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网可从外壳的顶部抽出。
进一步的，所述进风口为环形的进风格栅，所述出风口位于所述外壳的顶部；所述外壳的内壁上于进风口的上方安装加热片和空气检测仪，所述空气检测仪位于所述加热片的上方；所述加热片用于将进风气流加热后向空气检测仪的方向引流；所述空气检测仪用于检测空气质量并向控制器反馈检测结果，所述空气检测仪与控制器互相连接，所述控制器连接所述风机。
优选的，待机状态下，所述风机暂停运行，所述空气检测仪实时检测空气质量，当所述空气检测仪检测到细菌或者污染物超标时，所述控制器启动所述风机，由所述滤网组件对空气净化后通过出风口排出外壳。
优选的，所述外壳内于加热片的上方安装制冷片，对加热片加热后的气流制冷，所述制冷片与所述控制器互相连接。
本发明的有益效果是：
本发明的医用空气净化设备使用滤网检测组件实时监控各层滤网的气流情况，便于及时更换滤网，其取代了滤网的计时更换方式，能更准确地结合使用环境反映滤网的使用寿命，保证了净化设备对医用环境的有效净化。本发明可以针对性地更换临近使用寿命的滤网，而不是对全部滤网进行定时更换，差异性的更换方式保证了各层滤网被充分使用。
滤网检测组件包括支撑体和电阻应变片，支撑体固定于净化腔内，三组电阻应变片分别位于前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的后方，其中，电阻应变片的基片两端均固定于支撑体上且中部悬空，电阻应变片的电阻丝连接测量导线。通过各层滤网后的气流压力会对电阻应变片产生一个变形量，电阻应变片将该变形量转变为变化的电信号发送给控制器，当滤网的风阻变大后，电阻应变片的形变量变小，该电信号低于与相应的设定范围，则表示相应的滤网堵塞，提示需要更换滤网。
本发明采用电阻应变片取代常用的空气检测仪检测滤网的过滤性能，对安装空间要求不高，配件成本低，便于推广使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的内部结构示意图；
图2是本发明的图1中A-A部分的剖视结构示意图；
图3是本发明的图1中B-B部分的剖视结构示意图；
图4是本发明的撑柱结构示意图。
图中标记为：1.外壳；2.净化腔；3.出风腔；4.进风口；5.出风口；6.前置过滤网；7.HEPA过滤网；8.活性炭过滤网；9.限位槽；10.风机；11.洁净腔；12.风机室；13.条板；14.通风孔；15.柱体；16.横杆；17.支撑体；18.电阻应变片；19.隔断空隙；20.第一横杆；21.第二横杆；22.第三横杆；23.电机；24.齿轮；25.齿条；26.连杆；27.横移杆；28.撑体；29.加热片；30.空气检测仪；31.制冷片；32.风机室的底板；33.定位槽；34.定位孔。
具体实施方式
实施例1
如图1至图3所示，一种医用空气净化设备，包括外壳1、滤网组件和滤网检测组件。
请参考图1，外壳1为筒形结构，外壳1内设有互相连通的净化腔2和出风腔3，净化腔2位于出风腔3的下方。外壳1于净化腔2处和出风腔3处分别设有进风口4和出风口5，进风口4为多排环形的进风格栅，进风格栅朝上方倾斜。出风口5位于外壳的顶部，出风口5也为格栅结构。外壳1上安装显示屏、指示灯等交互终端。
滤网组件安装于净化腔2内，用于对净化腔2内的空气过滤和杀菌。滤网组件包括由外至内依次间隔排列的前置过滤网6、HEPA过滤网7和活性炭过滤网8，并且前置过滤网6、HEPA过滤网7和活性炭过滤网8均为同轴设置的环形滤网。前置过滤网6用于过滤大型颗粒、粉尘、毛絮以及花粉等，HEPA过滤网7的高密度滤网层可拦截空气中的细菌、尘螨以及微菌，活性炭过滤网8可滤除小型颗粒、有机挥发物等。前置过滤网6、HEPA过滤网7和活性炭过滤网8的顶部和底部可以由凸起的限位槽9固定于外壳1内。
风机10安装于出风腔3内，用于将滤网组件过滤后的洁净空气由出风口排出外壳。活性炭过滤网8内部的腔室为洁净腔11，出风腔3位于洁净腔11的正上方且连通洁净腔11。具体地，外壳1的顶部可拆卸地安装风机室12，风机10位于风机室12内，风机室12的顶部安装条板13以支撑固定风机10的电机，气流可穿过条板进入出风口。风机室的底板32将外壳1内部分隔成净化腔2和出风腔3，该底板的中部设有若干通风孔14以连通洁净腔11。更换滤网时，拆卸外壳的出风口格栅板后，再将风机室12从外壳1内取出，然后将前置过滤网6、HEPA过滤网7或者活性炭过滤网8从外壳1的顶部抽出。风机室的底板32下方焊接限位槽9，以定位各个滤网的顶部。
请参考图1至图3，滤网检测组件安装于净化腔2内，用于实时检测各层滤网的有效性，便于及时更换滤网。滤网检测组件包括柱体15、横杆16、支撑体17和电阻应变片18，柱体15位于净化腔2的中央，多根横杆16呈水平放射状地安装于柱体15上，横杆16的端部安装支撑体17，HEPA过滤网7和活性炭过滤网8上均设有供相应的横杆贯穿的通孔。三组电阻应变片18分别位于前置过滤网6、HEPA过滤网7和活性炭过滤网8的后方，并且三组电阻应变片18分别螺接或者粘贴于三组支撑体17上，由支撑体17固定。同一组支撑体17上设有多个隔断空隙19，电阻应变片18的基片两端固定于支撑体17上且中部悬空于隔断空隙19内，电阻应变片18的电阻丝连接测量导线和电源。在风机10的压力作用下，使各层滤网过滤后的气流具有一定的气压，该气压对电阻应变片18产生一定的变形量，电阻应变片18将该变形量转变为变化的电信号发送给控制器，控制器连接显示屏和指示灯。当电阻应变片18输出的电信号小于设定值时，说明滤网堵塞严重导致气流不顺畅，需要更换滤网；上述电信号的设定值根据重复试验总结得到。
具体地，滤网检测组件包括分别用于检测前置过滤网6、HEPA过滤网7和活性炭过滤网8的第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件，第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件的支撑体17在高度方向上交错、且同轴设置，在高度方向上交错设置的支撑体不会干涉其他电阻应变片的检测值。支撑体17磁吸于横杆16的端部，更换滤网时，可快速将支撑体17从横杆16上取下，方便拆除滤网。
其中，第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件的横杆分别为第一横杆20、第二横杆21和第三横杆22，第一横杆20、第二横杆21和第三横杆22由下至上依次排列且长度依次缩小，第一横杆20水平地贯穿HEPA过滤网7和活性炭过滤网8上的通孔，第二横杆21水平地贯穿活性炭过滤网8上的通孔，第三横杆22位于活性炭过滤网内部的洁净腔11中，第三横杆22固定安装于柱体15的顶部。
请参考图1，柱体15由升降装置驱动作升降移动，升降装置包括电机23和驱动式地连接电机23的齿轮24，柱体15的底部加工有与齿轮24啮合的齿条25，电机23驱动齿轮24旋转，由齿轮24带动柱体15作上下移动。
第一横杆20和第二横杆21均包括互相铰接的连杆26和横移杆27，连杆26的根部铰接于柱体15上；当升降装置上下移动柱体时，连杆26跟随柱体15升降而发生旋转，进而沿着通孔向内侧水平地拉动横移杆27，直至横移杆27脱离通孔。当第一横杆20的横移杆脱离HEPA过滤网7和活性炭过滤网8上的通孔时，可快速地将HEPA过滤网7和活性炭过滤网8从外壳1顶部抽出。当第二横杆21的横移杆脱离活性炭过滤网8上的通孔时，可快速地将活性炭过滤网8从外壳1顶部抽出。
因为第一横杆20与第二横杆21是跟随柱体15同步移动的，而当需要更换活性炭过滤网8时，第一横杆20的移动距离应大于第二横杆21的移动距离才能使它们都脱离通孔，因此第一横杆20的连杆铰接点位于第二横杆21的连杆铰接点外侧，以扩大二者的位移差，使两根横移杆27能一起脱离活性炭过滤网8的通孔。
为了更可靠地支撑横移杆27，防止其脱离通孔后向下倾倒，在洁净腔11内安装撑体28支撑第一横杆20和第二横杆21的横移杆，即使两根横移杆27脱离活性炭过滤网8的通孔后，其自由端也不会下沉或者倾倒，因此安装滤网时横移杆28可以准确地复位，插入滤网的通孔内。撑体28可以同时支撑上下两根横移杆，撑体28由上至下设有定位槽33和定位孔34，第二横杆21的横移杆沿着定位槽33水平移动，第一横杆20的横移杆沿着定位孔34水平移动。
本实施例的工作过程为：
本设备运行过程中，外部空气由风机10抽入外壳1中，先后经过前置过滤网6、HEPA过滤网7和活性炭过滤网8过滤后进入洁净腔11，然后由风机10抽入出风腔3，经过出风口5排出外壳1。
当前置过滤网6表面附着大量的污染物时，通过前置过滤网6的气流压力减小，电阻应变片18形变减小，相应输出至控制器的电信号强度变小，当该电信号小于设定值时，控制器通过外壳上的显示器或者指示灯等终端提醒更换前置过滤网6。
更换前置过滤网6的过程为：将风机室12从外壳1内取出，将前置过滤网6外壳内抽出。然后将新的前置过滤网插入外壳内的限位槽9内，再将风机室12重新安装于外壳1中。
更换HEPA过滤网的过程为：将风机室12从外壳1内取出，将前置过滤网6取出，便于提供充足的空间将第一检测组件的支撑体17从横杆上取下；启动升降装置，向下移动柱体15，连杆26跟随下行的柱体15转动，将第一横杆20的横移杆27向内侧拉动，直至该横移杆27脱离HEPA过滤网7的通孔；从外壳1顶部抽出HEPA过滤网7。然后将新的HEPA过滤网7插入外壳1内，使其底部由限位槽9定位好，再向上复位柱体15，使横移杆27再次贯穿HEPA过滤网7的通孔，然后将支撑体17吸附复位于横移杆27的端部，再将前置过滤网6复位安装于外壳1内。
更换活性炭过滤网的过程与更换HEPA过滤网相似，先将风机室12从外壳1内取出，将前置过滤网6取出，启动升降装置向下移动柱体15，使第一横杆和第二横杆脱离HEPA过滤网7和活性炭过滤网8的通孔，然后将活性炭过滤网取出，更换新的活性炭过滤网，再利用升降装置将两组横杆复位至相应的通孔内，将支撑体17吸附复位于各根横移杆27的端部，再将前置过滤网6和HEPA过滤网7复位安装于外壳1内。
实施例2
本实施例与实施例1的区别主要在于，如图1所示，外壳1的内壁上于靠近进风口4的上方安装加热片29和空气检测仪30，将空气检测仪30安装于外壳1内，不暴露在外，使外壳整体更美观。空气检测仪30位于加热片29的上方，加热片29用于将进风气流加热，被加热的气流自然向上流动，实现了向空气检测仪30的方向引流，因此空气检测仪30可以更灵敏地检测到环境中的空气质量。加热片29可选用电加热片，其连接电源。空气检测仪30检测空气中的污染物含量，并向控制器反馈检测结果，空气检测仪30与控制器互相连接，控制器连接风机10。
本设备在待机状态下，风机10暂停运行，空气检测仪30实时检测空气质量，当空气检测仪30检测到细菌或者污染物超标时，控制器启动风机10，同时对加热片29断电，由滤网组件开始对空气净化，然后将净化后的空气通过出风口5排出外壳1。本设备设置待机状态，可节省电能消耗。由空气检测仪30自动识别空气质量而控制风机10的启停，不需要人工启动或者关闭风机，实现了智能化工作。加热片29配合空气检测仪30对空气引流，提高了对空气质量的检测灵敏度。
外壳1内于加热片29的上方安装制冷片31，对加热片29加热后的气流制冷，制冷片31可选用半导体制冷片，其连接电源，并且制冷片31与控制器互相连接。当环境温度较高时，控制器可开启制冷片31，对外壳1内的气流降温，提高净化设备的使用舒适度。
本实施例的其他结构与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种医用空气净化设备，其特征在于，包括：
外壳，所述外壳内设有互相连通的净化腔和出风腔，所述外壳于净化腔处和出风腔处分别设有进风口和出风口；
滤网组件，安装于所述净化腔内，用于对净化腔内的空气过滤和杀菌，所述滤网组件包括间隔排列的前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网；
滤网检测组件，也安装于所述净化腔内，用于实时检测各层滤网的有效性；所述滤网检测组件包括支撑体和电阻应变片，所述支撑体固定于净化腔内，三组所述电阻应变片分别位于前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的后方，通过各层滤网后的气流压力对电阻应变片产生的变形量转变为变化的电信号，所述电阻应变片的基片两端均固定于支撑体上且中部悬空，所述电阻应变片的电阻丝连接测量导线；
风机，安装于出风腔内，用于将滤网组件过滤后的空气排出外壳。
2.根据权利要求1所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述滤网检测组件还包括柱体和横杆，所述柱体位于所述净化腔的中央，多根所述横杆呈水平放射状地安装于所述柱体上，所述横杆的端部安装所述支撑体，所述HEPA过滤网和活性炭过滤网上均设有供相应的横杆贯穿的通孔；所述电阻应变片螺接或者粘贴于所述支撑体上，所述支撑体磁吸于横杆的端部。
3.根据权利要求2所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网均为环形，并且所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网由外至内依次排列；所述滤网检测组件包括分别用于检测所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件，所述第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件的支撑体在高度方向上交错、同轴设置，且分别位于前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网的后方。
4.根据权利要求3所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述第一检测组件、第二检测组件和第三检测组件的横杆分别为第一横杆、第二横杆和第三横杆，所述第一横杆、第二横杆和第三横杆由下至上依次排列且长度依次缩小，所述第一横杆贯穿所述HEPA过滤网和活性炭过滤网上的通孔，所述第二横杆贯穿所述活性炭过滤网上的通孔，所述第三横杆位于所述活性炭过滤网围合的空间内。
5.根据权利要求4所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述柱体由升降装置驱动作升降移动，所述第一横杆和第二横杆均包括互相铰接的连杆和横移杆，所述连杆的根部铰接于所述柱体上；当所述升降装置上下移动所述柱体时，所述连杆带动所述横移杆沿着所述通孔向内侧水平移动，当所述横移杆脱离通孔时，可拆卸位于其外侧的滤网。
6.根据权利要求5所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述升降装置包括电机和驱动式地连接所述电机的齿轮，所述柱体的底部加工有与所述齿轮啮合的齿条，所述电机驱动所述齿轮旋转，所述齿轮带动所述柱体上下移动。
7.根据权利要求1所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述外壳的顶部可拆卸地安装风机室，所述风机位于所述风机室内，所述风机室的底板将外壳内部隔离成净化腔和出风腔；拆卸外壳的出风口和所述风机室后，所述前置过滤网、HEPA过滤网和活性炭过滤网可从外壳的顶部抽出。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述进风口为环形的进风格栅，所述出风口位于所述外壳的顶部；所述外壳的内壁上于靠近进风口的上方安装加热片和空气检测仪，所述空气检测仪位于所述加热片的上方；所述加热片用于将进风气流加热后向空气检测仪的方向引流；所述空气检测仪用于检测空气质量并向控制器反馈检测结果，所述空气检测仪与控制器互相连接，所述控制器连接所述风机。
9.根据权利要求8所述的医用空气净化设备，其特征在于，待机状态下，所述风机暂停运行，所述空气检测仪实时检测空气质量，当所述空气检测仪检测到细菌或者污染物超标时，所述控制器启动所述风机，由所述滤网组件对空气净化后通过出风口排出外壳。
10.根据权利要求8所述的医用空气净化设备，其特征在于，所述外壳内于加热片的上方安装制冷片，对加热片加热后的气流制冷，所述制冷片与所述控制器互相连接。
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