CN113915716A - 一种人机共存的移动式空气灭菌站 - Google Patents

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Abstract

一种人机共存的移动式空气灭菌站，包括相连通的上箱体和下箱体，下箱体上设有相连通的进气管，上箱体上设有相连通的出气管，且下箱体内设有与进气管相连通的抽风机；所述下箱体内设有灭菌装置，上箱体内设有与下箱体相连通的臭氧吸收装置；所述连接头内形成有相连通的水平通孔和竖直通孔，连接头内设有活性炭，活性炭为光触媒活性炭；与现有技术相比，通过在下箱体内设有多层结构的静电模块，实现对空气的多道静电灭菌处理，且相邻静电模块之间通过连接头相连通，连接头内的活性炭能对空气进行进一步吸附处理；同时采用光触媒活性炭和支撑网之间的配合，可通过支撑网的抽拉对光触媒活性炭进行更换，便于人工操作。

Description

一种人机共存的移动式空气灭菌站
技术领域
本发明涉及灭菌技术领域，具体涉及一种人机共存的移动式空气灭菌站。
背景技术
在空气中，细菌与病毒等生物污染物都是呈分散颗粒状的，而且其颗粒的直径很小，其沉降速度可以忽略。从这个意义上讲，细菌与病毒等生物污染物可以看作是一种生物气溶胶。
室内空气污染物中直径为0.1～10μm的气溶胶被称作为可吸人颗粒物。可吸入颗粒物被公认为是对人体危害最大的，特别是其中直径在2.5μm以下的那部分，细菌与病毒的粒子直径正好在这个范围之内，加上其可能致病的因素，对人体健康的威胁更大。
静电灭菌的核心是一种特殊设计的正离子发生器，它能持续不断地产生高浓度的正离子。空气中的细菌处于正离子的极度包围之中，迅速获得饱和电量。带负电的细菌在高浓度、高能量的正离子浸润作用下，会迅速发生电解过程，这是一个能量释放过程，由于快速的能量释放，细菌的细胞壁会遭受严重的破坏。正离子与细菌表面接触，放出电荷，吸收相反的电荷。足够的正离子会穿透多孔的细胞壁，渗透到细胞内部，破坏细胞电解质，损坏细胞膜，导致细菌死亡。
而在现有的静电灭菌装置中，没有有效的方法避免室外空气中污染物的进入，这种方式往往会导致大气中的颗粒物、NOx、SO2等污染物和异味进入室内，影响室内空气质量；同时，容易产生臭氧，而臭氧对人体有害。
在灭菌装置，通常采用光触媒活性炭对颗粒物进行吸附，而当将光触媒活性炭放置于封闭环境下，且光触媒活性炭位于零件内部时，光触媒活性炭的光照程度受到很大的限制，影响光触媒活性炭的氧化还原反应，同时光触媒活性炭生产复杂，成本较高，在封闭环境下更换麻烦。
发明内容
本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种净化效果好、便于拆装、安全可靠的人机共存的移动式空气灭菌站。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种人机共存的移动式空气灭菌站，包括相连通的上箱体和下箱体，下箱体上设有相连通的进气管，上箱体上设有相连通的出气管，且下箱体内设有与进气管相连通的抽风机；所述下箱体内设有灭菌装置，灭菌装置由多个水平设置的静电模块组成，多个静电模块之间通过陶瓷板隔开，且相邻静电模块之间设有中空的连接头；所述上箱体内设有与下箱体相连通的臭氧吸收装置；所述连接头内形成有相连通的水平通孔和竖直通孔，连接头内设有活性炭，活性炭位于水平通孔和竖直通孔连接处，且水平通孔朝向的下箱体侧壁为透明材质；所述活性炭为光触媒活性炭。
作为本发明的一种优选方案，所述水平通孔内设有开口朝上的U型支撑网，支撑网为镂空的金属结构，且活性炭搁置于支撑网上。
作为本发明的一种优选方案，所述活性炭为球形结构，且活性炭表面粘连有玻璃碎渣，玻璃碎渣外边角处粘连有玻璃粉溶液。
作为本发明的一种优选方案，所述上箱体和下箱体均为中空结构，且上箱体和下箱体上均设有可开合的门体，且上箱体上设有与静电模块相连接的控制器，下箱体底部边角处设有万向轮。
作为本发明的一种优选方案，所述下箱体内设有支架，陶瓷板搁置于支架的不同水平高度上，静电模块搁置于陶瓷板上，陶瓷板的外壁与下箱体的内壁相贴合。
作为本发明的一种优选方案，所述连接头连接于陶瓷板下表面中部，且陶瓷板上形成有与连接头相连通的通孔，连接头侧面和底部均形成有相连通的通孔。
作为本发明的一种优选方案，相邻陶瓷板和静电模块之间设有第二臭氧吸收模块，第二臭氧吸收模块搁置于陶瓷板上，静电模块搁置于第二臭氧吸收模块上，且第二臭氧吸收模块上形成有与连接头相适配的通孔。
作为本发明的一种优选方案，自下而上的多个静电模块电压逐渐升高。
作为本发明的一种优选方案，所述臭氧吸收装置包括支撑架、气流管路、风机和第一臭氧吸收模块，气流管路上形成有朝向第一臭氧吸收模块的出气孔，风机的风流方向与出气孔的朝向相一致，气流管路分为平行设置的两路管路，管路在同一水平面上呈迂回结构设置，且两路管路交错设置，管路两侧延伸至支撑架外。
作为本发明的一种优选方案，所述第一臭氧吸收模块固定连接于支撑架上，且第一臭氧吸收模块、气流管路和风机自下而上排布，第一臭氧吸收模块和第二臭氧吸收模块为臭氧过滤网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在下箱体内设有多层结构的静电模块，实现对空气的多道静电灭菌处理，且相邻静电模块之间通过连接头相连通，连接头内的活性炭能对空气进行进一步吸附处理；同时采用光触媒活性炭和支撑网之间的配合，可通过支撑网的抽拉对光触媒活性炭进行更换，便于人工操作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主视图；
图3是灭菌装置的主视图；
图4是支架的结构示意图；
图5是连接头的结构示意图；
图6是臭氧吸收装置的结构示意图；
图7是臭氧吸收装置的主视图；
图8是气流管路的结构示意图；
图9是气流管路的主视图；
图10是连接头与活性炭的连接示意图；
图11是连接头的主视图；
附图标记：上箱体1，出气管1-1，控制器1-2，下箱体2，进气管2-1，抽风机2-2，静电模块3，连接头4，水平通孔4-1，竖直通孔4-2，支撑网4-3，陶瓷板5，支架6，第二臭氧吸收模块7，气流管路8，出气孔8-1，风机9，第一臭氧吸收模块10，支撑架11，万向轮12，活性炭13。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
如图1-11所示，一种人机共存的移动式空气灭菌站，包括相连通的上箱体1和下箱体2，下箱体2上设有相连通的进气管2-1，上箱体1上设有相连通的出气管1-1，且下箱体2内设有与进气管2-1相连通的抽风机2-2；所述下箱体2内设有灭菌装置，灭菌装置由多个水平设置的静电模块3组成，多个静电模块3之间通过陶瓷板5隔开，且相邻静电模块3之间设有中空的连接头4；所述上箱体1内设有臭氧吸收装置，臭氧吸收装置包括气流管路8、风机9和第一臭氧吸收模块10，气流管路8上形成有朝向第一臭氧吸收模块10的出气孔8-1，风机9的风流方向与出气孔8-1的朝向相一致。
连接头4内形成有相连通的水平通孔4-1和竖直通孔4-2，连接头4内设有活性炭13，活性炭13位于水平通孔4-1和竖直通孔4-2连接处，且水平通孔4-1朝向的下箱体2侧壁为透明材质；所述活性炭13为光触媒活性炭。
上箱体1和下箱体2上均形成有开合设置的开合板，上箱体1的开合板端部设有铰接的合页，上箱体1的开合板翻转设置于上箱体1上，而下箱体2上形成有与开合板相适配的卡扣片，卡扣片转动连接于下箱体2上，下箱体2开合板为矩形结构，且卡扣片分别对应下箱体2开合板的4个边角处，通过卡扣片旋转，将卡扣片与下箱体2开合板的外侧面相抵，实现下箱体2开合板与下箱体2的平齐。
下箱体2开合板的尺寸与下箱体2的内孔腔体截面尺寸相一致，确保陶瓷板5外侧与下箱体2开合板和下箱体2内壁紧密贴合。
下箱体2开合板为玻璃材质，下箱体2为橡胶材质，陶瓷板5与下箱体2过盈配合，确保陶瓷板5与下箱体2内壁之间的密封性，同时下箱体2开合板为玻璃的透明材质，水平通孔4-1的一端朝向下箱体2开合板，可根据实际需要在下箱体2外放置与水平通孔4-1水平高度相同的灯管，便于对水平通孔4-1进行照射。
水平通孔4-1内设有开口朝上的U型支撑网4-3，支撑网4-3为镂空的金属结构，且活性炭13搁置于支撑网4-3上，支撑网4-3为长条结构，且活性炭13的尺寸小于水平通孔4-1的尺寸，可通过将活性炭13先放置于支撑网4-3上，再将支撑网4-3塞入水平通孔4-1内，实现活性炭13的方式，同时也便于活性炭13的后期更换。
支撑网4-3上可根据实际需要放置活性炭13的数量，支撑网4-3中部始终放置有一颗活性炭13，两侧根据实际需要进行设置，支撑网4-3为镂空的金属结构。
活性炭13为球形结构，且活性炭13表面粘连有玻璃碎渣，玻璃碎渣外边角处粘连有玻璃粉溶液，球形结构的活性炭13便于与镂空的支撑网4-3相连接，且玻璃碎渣可穿插于镂空的支撑网4-3之间，对活性炭13进行限位的同时，也便于对光线进行反射处理。
活性炭13为光触媒活性炭，选用钛铁矿、硫酸和活性炭进行生产光触媒活性炭，将钛铁矿加工形成细条状或扁平结构，并将加工后的钛铁矿放置于容器中，钛铁矿的要成分为FeTiO3和TiO2，选用超基性岩或基性岩中的钛铁矿，不含Nb和Ta，减少物质对反应的干扰，在容器中倒入硫酸，并持续在容器中通入空气，持续对加工后的钛铁矿进行搅拌，得到TiOSO4、FeSO4和水，该反应为放热反应，其中产生的水可与钛液TiOSO4发生水解反应，在搅拌的同时，在容器中放入水和活性炭13，得到TiO2和H2SO4，并确保活性炭整个浸泡在钛液TiOSO4溶液中，将活性炭取出，在活性炭表面溶液半干状态下时，在活性炭表面均匀沾上玻璃碎渣，玻璃碎渣可通过淋洒或滚动粘合的方式进行均匀设置，最后在玻璃碎渣外侧粘上玻璃粉溶液，同理玻璃粉溶液可通过淋洒或滚动粘合的方式进行均匀设置。
上述发生的反应式分别为：
钛铁矿与硫酸反应：FeTiO3+H2SO4＝TiOSO4+FeSO4+2H2O；
钛液TiOSO4发生水解反应：TiOSO4+2H2O＝TiO2·H2O+H2SO4；
FeTiO3与活性炭的碳热还原反应：FeTiO3+C＝Fe+TiO2+CO；
FeTiO3+CO＝Fe+TiO2+CO2；
钛铁矿与硫酸为放热反应，FeTiO3与活性炭的碳热还原反应为吸热反应，正好相中和，中和后的温度减缓钛铁矿与硫酸的反应和FeTiO3与活性炭的反应，同时钛铁矿与硫酸的反应和FeTiO3与活性炭均能得到TiO2，也就是所需的光触媒，缓慢的反应便于在活性炭13表面吸附较多的光触媒，且FeTiO3与活性炭的反应和硫酸对活性炭的腐蚀，加重活性炭的腐蚀程度，，增大了活性炭13的表面积，从而使得活性炭13表面具有更好的粗糙度.
在干净的玻璃基板上放置玻璃碎渣，将活性炭在玻璃基板上滚过，将玻璃进行破碎，并进行分级筛选，根据活性炭的尺寸选择合适尺寸的玻璃碎渣，且同一活性炭上的玻璃碎渣的尺寸近似，同理在干净的玻璃基板上放置玻璃粉溶液，将活性炭在玻璃基板上滚过，玻璃粉溶液包括玻璃粉、PbO、SiO2和TiO2，在活性炭的滚动过程中，玻璃碎渣的边角处与玻璃粉溶液粘粘，在玻璃粉溶液固化后形成玻璃碎渣的边角处的保护层，从而便于操作人员的抓取，且玻璃粉具有较好的位阻能力和清晰的透明度，能稳定的设置于玻璃碎渣的边角处的同时，也不影响玻璃碎渣的反光作业。
活性炭13与硫酸混合后，随着温度的升高，活性炭13的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值呈现先升后降的趋势，而苯酚吸附值呈先将降后升的趋势，与本来的活性炭13相比，和硫酸作用后的活性炭13的亚甲基蓝吸附值和碘吸附值均有所降低，苯酚吸附值有所升高。
其中活性炭的亚甲基蓝吸附值用来表示活性炭脱色能力，活性炭13的碘吸附值用来表示活性炭对液体物质的吸附能力，活性炭13的苯酚吸附值用来表示活性炭13对气体物质的吸附能力。
上箱体1和下箱体2之间通过气流管路8相连通，在抽风机2-2的作用下将外部空气通过进气管2-1抽入下箱体2内，且在大气压的作用下，将下箱体2和上箱体1内的气体通过出气管1-1排出。
多个静电模块3将下箱体2分为多层结构，且静电模块3的数量根据实际需要进行设置，抽风机2-2抽入的空气依次经过所有的静电模块3后进入至上箱体1内。
上箱体1和下箱体2均为中空结构，且上箱体1和下箱体2上均设有可开合的门体，且上箱体1上设有与静电模块3相连接的控制器1-2，可通过上箱体1和下箱体2上的门体对上箱体1和下箱体2进行开合操作，当门体处于闭合状态时，上箱体1内的臭氧吸收装置和下箱体2内的灭菌装置处于封闭环境下，从而不受外界空气的干扰和影响，在门体与上箱体1和下箱体2连接处可设置密封条加强上箱体1和下箱体2的密封性。
下箱体2底部边角处设有万向轮12，在万向轮12的作用下可推动上箱体1和下箱体2的移动，从而将上箱体1和下箱体2移动至所需位置。
控制器1-2与静电模块3电性连接，控制器1-2控制静电模块3的启停，静电模块3产生正离子破坏细菌细胞壁和电解质，导致细菌死亡。
下箱体2内设有支架6，陶瓷板5搁置于支架6的不同水平高度上，静电模块3搁置于陶瓷板5上，陶瓷板5的外壁与下箱体2的内壁相贴合，陶瓷板5的水平截面尺寸与下箱体2的内部中空尺寸相一致，确保在陶瓷板5的作用下将下箱体2分成多层结构，且支架6也为绝缘结构，可为塑料或木料。
连接头4连接于陶瓷板5下表面中部，且陶瓷板5上形成有与连接头4相连通的通孔，连接头4侧面和底部均形成有相连通的通孔，连接头4通过胶水粘连于陶瓷板5下表面中部，陶瓷板5上的通孔结构与连接头4的中空处相连通，陶瓷板5不对连接头4的空气流通进行干涉，连接头4形成有多个相连通的通孔，便于空气通过连接头4流动至上层静电模块3处。
相邻陶瓷板5和静电模块3之间设有第二臭氧吸收模块7，第二臭氧吸收模块7搁置于陶瓷板5上，静电模块3搁置于第二臭氧吸收模块7上，且第二臭氧吸收模块7上形成有与连接头4相适配的通孔。
第二臭氧吸收模块7的通孔与连接头4的中空处相连通，第二臭氧吸收模块7不对连接头4的空气流通进行干涉。
支架6顶部设有陶瓷板5，且该陶瓷板5上的连接头4与气流管路8相连，上箱体1和下箱体2之间通过陶瓷板5相隔开，且通过气流管路8相连通。
自下而上的多个静电模块3电压逐渐升高，静电模块3的电压根据实际需要进行设置，电压越高静电模块3所产生的正离子越大，具有更好的灭菌效果。
臭氧吸收装置还包括支撑架11，气流管路8分为平行设置的两路管路，管路在同一水平面上呈迂回结构设置，且两路管路交错设置，管路两侧延伸至支撑架11外，两路管路端部设有U型管，U型管两端分别连接两路管路，且U型管中部与最上方的连接头4之间通过管路相连，在迂回结构的管路作用下，使得减小管路空间占用的情况下尽可能增大管路的路径，管路的弯折处延伸至支撑架11外，在支撑架11的作用下实现管路的定位和搁置。
第一臭氧吸收模块10固定连接于支撑架11上，且第一臭氧吸收模块10、气流管路8和风机9自下而上排布，所有气流管路8上的出气孔8-1均在第一臭氧吸收模块10的范围内，出气孔8-1竖直朝下设置，且风机9带动气流向下吹，确保从气流管路8的气流经过第一臭氧吸收模块10。
第一臭氧吸收模块10和第二臭氧吸收模块7为臭氧过滤网，臭氧过滤网采用高温烧结技术，在蜂窝状的铝格网上附着触媒层，应用高效等离子催化原理，当含臭氧的空气通过蜂窝状铝格网时，在触媒的催化作用下，可以将空气中的臭氧和有机污染气体分解掉，连接头4内设有活性炭，活性炭可吸附由第二臭氧吸收模块产生的因臭氧催化反应后的氧化物和空气中原有的部分氧化物。
在实际使用过程中，如图3所示，通过用5块陶瓷板将支架6分为自下而上排布的5层，抽风机2-2位于最下层中，且该层内不设有静电模块3，上面5层内均设有静电模块3，且5块陶瓷板下表面中部均设有连接头4，依次通过各个连接头将最下层的空气依次通入上层中，由于臭氧的分子质量大于空气的分子质量，当静电模块3产生臭氧时，臭氧位于该层的最底部，从而被静电模块3下方的第二臭氧吸收模块7吸收催化。
连接头4内的活性炭用于吸收臭氧催化反应后的氧化物和空气中原有的部分氧化物，使得具有更好的空气净化效果，多层多个连接头4的设置，确保空气经过多道过滤和多道静电模块3灭菌处理。
空气在经过下箱体2的灭菌处理后进入到上箱体1内，空气通过出气孔8-1排除，且在风机9的作用下确保出气孔8-1出来的空气与第一臭氧吸收模块10相接触，对空气中的臭氧进行进一步催化处理，最后上箱体1内上部的空气通过出气管1-1排除，臭氧由于在分子质量大于空气的分子质量残留于上箱体1底部。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：上箱体1，出气管1-1，控制器1-2，下箱体2，进气管2-1，抽风机2-2，静电模块3，连接头4，水平通孔4-1，竖直通孔4-2，支撑网4-3，陶瓷板5，支架6，第二臭氧吸收模块7，气流管路8，出气孔8-1，风机9，第一臭氧吸收模块10，支撑架11，万向轮12，活性炭13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种人机共存的移动式空气灭菌站，包括相连通的上箱体(1)和下箱体(2)，下箱体(2)上设有相连通的进气管(2-1)，上箱体(1)上设有相连通的出气管(1-1)，且下箱体(2)内设有与进气管(2-1)相连通的抽风机(2-2)；其特征在于，所述下箱体(2)内设有灭菌装置，灭菌装置由多个水平设置的静电模块(3)组成，多个静电模块(3)之间通过陶瓷板(5)隔开，且相邻静电模块(3)之间设有中空的连接头(4)；所述上箱体(1)内设有与下箱体(2)相连通的臭氧吸收装置；所述连接头(4)内形成有相连通的水平通孔(4-1)和竖直通孔(4-2)，连接头(4)内设有活性炭(13)，活性炭(13)位于水平通孔(4-1)和竖直通孔(4-2)连接处，且水平通孔(4-1)朝向的下箱体(2)侧壁为透明材质；所述活性炭(13)为光触媒活性炭。
2.根据权利要求1所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述水平通孔(4-1)内设有开口朝上的U型支撑网(4-3)，支撑网(4-3)为镂空的金属结构，且活性炭(13)搁置于支撑网(4-3)上。
3.根据权利要求1所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述活性炭(13)为球形结构，且活性炭(13)表面粘连有玻璃碎渣，玻璃碎渣外边角处粘连有玻璃粉溶液。
4.根据权利要求1所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述上箱体(1)和下箱体(2)均为中空结构，且上箱体(1)和下箱体(2)上均设有可开合的门体，且上箱体(1)上设有与静电模块(3)相连接的控制器(1-2)，下箱体(2)底部边角处设有万向轮(12)。
5.根据权利要求4所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述下箱体(2)内设有支架(6)，陶瓷板(5)搁置于支架(6)的不同水平高度上，静电模块(3)搁置于陶瓷板(5)上，陶瓷板(5)的外壁与下箱体(2)的内壁相贴合。
6.根据权利要求5所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述连接头(4)连接于陶瓷板(5)下表面中部，且陶瓷板(5)上形成有与连接头(4)相连通的通孔，连接头(4)侧面和底部均形成有相连通的通孔。
7.根据权利要求6所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，相邻陶瓷板(5)和静电模块(3)之间设有第二臭氧吸收模块(7)，第二臭氧吸收模块(7)搁置于陶瓷板(5)上，静电模块(3)搁置于第二臭氧吸收模块(7)上，且第二臭氧吸收模块(7)上形成有与连接头(4)相适配的通孔。
8.根据权利要求1所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，自下而上的多个静电模块(3)电压逐渐升高。
9.根据权利要求1所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述臭氧吸收装置包括支撑架(11)、气流管路(8)、风机(9)和第一臭氧吸收模块(10)，气流管路(8)上形成有朝向第一臭氧吸收模块(10)的出气孔(8-1)，风机(9)的风流方向与出气孔(8-1)的朝向相一致，气流管路(8)分为平行设置的两路管路，管路在同一水平面上呈迂回结构设置，且两路管路交错设置，管路两侧延伸至支撑架(11)外。
10.根据权利要求9所述的一种人机共存的移动式空气灭菌站，其特征在于，所述第一臭氧吸收模块(10)固定连接于支撑架(11)上，且第一臭氧吸收模块(10)、气流管路(8)和风机(9)自下而上排布，第一臭氧吸收模块(10)和第二臭氧吸收模块(7)为臭氧过滤网。
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