CN115301079A - 一种用于大气治理的净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于大气治理的净化装置，其中，包括安装架、净化组件、悬浮组件和行进组件，安装架的顶部具有安装板，行进组件固定安装在安装板上；悬浮组件包括球体和球体安装座，球体通过球体安装座固定安装在安装板的顶部，球体安装座的侧部设置有通气管，通气管口设置有第一伺服阀；净化组件包括储液箱、连接杆和雾化机，储液箱位于球体的内部，储液箱的底部与连接杆的第一端固定连接，连接杆的第二端穿过球体底部的开口端伸入球体安装座内部并与球体安装座的底部固定连接，雾化机固定安装在安装板的底部，雾化机的进液口与储液箱的出液口通过第一连接管连通。其有益效果是，结构简单，制造和维护成本低，净化范围广，且净化效率高。
Description
技术领域
本发明涉及大气环境技术领域，尤其涉及一种大气治理净化装置。
背景技术
大气环境是指生物赖以生存的空气的物理、化学和生物学特性。人类生活或工农业生产排出的氨、二氧化硫、一氧化碳、氮化物与氟化物等有害气体可改变原有大气的组成，并引起污染，造成全球气候变化，破坏生态平衡。大气污染物中，尤其是二氧化硫和氟化物等对植物的危害是十分严重的。当大气污染物浓度很高时，会对植物产生急性危害，使植物叶表面产生伤斑，或者直接使叶枯萎脱落。当大气污染物浓度不高时，会对植物产生慢性危害，使植物叶片褪绿，或者表面上看不见什么危害症状，但植物的生理机能已受到了影响，造成植物产量下降，品质变坏。
因大气污染物中的颗粒污染物的质量较小，如果没有其它外力影响、只受重力和大气阻力作用的话，它们终究会落到地上，但是由于大气中时时刻刻都存在着气流，灰尘在下落中总会不断受到气流影响，一些小颗粒的粉尘，会在重力和气流的不断作用下，长期漂浮在不同高度的大气中。
现阶段，针对大气污染的净化装置，大多数灵活性差或者没有灵活性，为固定安装的净化装置，且结构复杂，制造成本和维护成本高。其只能对净化装置的安装位置周围的大气进行净化，不能对其他高度的大气进行净化，净化的范围较小，且净化的过程是将气体通入装置内部进行净化，通入的气体量有限，净化的过程复杂，效率较低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于大气治理的净化装置，其解决了现有的净化装置成本高、范围小和效率低的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
本发明提供一种用于大气治理的净化装置，包括安装架、净化组件、悬浮组件和行进组件，行进组件安装在安装架的顶部。悬浮组件包括球体和球体安装座，球体底部的开口端与球体安装座顶部的开口端固定连通，球体安装座固定安装在安装架的顶部，球体安装座的侧部设置有通气管，通气管的管口设置有第一伺服阀。净化组件包括储液箱、连接杆和雾化机，储液箱位于球体的内部，储液箱与连接杆的第一端固定连接，连接杆的第二端穿过球体底部的开口端伸入球体安装座内部并与球体安装座的底部固定连接，雾化机固定安装在安装架内，雾化机的进液口与储液箱的出液口通过第一连接管连通。
可选地，悬浮组件还包括第一储气箱和第二储气箱，第一储气箱和第二储气箱之间通过第二连接管连通。第一储气箱和第二储气箱分别固定安装在球体安装座的左右两侧，第一储气箱通过第三连接管从左侧连通球体安装座，第二储气箱通过第四连接管从右侧连通球体安装座；第三连接管上设置有第二伺服阀，第四连接管上设置有第三伺服阀；第一储气箱内固定安装有抽气泵，抽气泵的抽气口与第三连接管连通；第二储气箱内固定安装有充气泵，充气泵的充气口与第四连接管连通。
可选地，第一储气箱和第二储气箱的形状均为圆柱形且二者的尺寸相同。
可选地，安装架的顶部具有安装板，安装板的边缘具有沿周向延伸的滑槽，滑槽内滑动连接有电动滑块，电动滑块上固定连接有摄像模块。
可选地，行进组件包括涡轮风机和电动导向排气管，涡轮风机固定安装在安装架上，电动导向排气管的进气口与涡轮风机的出气口转动连接。
可选地，球体采用高分子材料混合石墨烯制成，在球体表面覆盖有保护层。
可选地，储液箱内存储有净化剂，净化剂为复合生物酶净化剂。
可选地，球体、第一储气箱和第二储气箱内存储有气体，气体为氦气。
可选地，球体的顶部铺设有太阳能充电布；安装架的顶部具有安装板，安装板的底部固定安装有四个条状的蓄电池，蓄电池在安装板的底部均匀分布，四个蓄电池之间相互连接形成蓄电池组；太阳能充电布与蓄电池组电连。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种用于大气治理的进化装置，通过悬浮组件实现净化装置的竖直升降，通过行进组件实现净化装置在空中的水平移动，再通过净化组件喷洒净化剂，进而实现对目标区域从高到低全方位的净化。相对于现有技术而言，该净化装置，一方面效率更高，净化范围更广，灵活性更高，另一方面操作便捷，结构简单，可持续利用，制造和维护成本低。
附图说明
图1为本发明的具体实施方式中用于大气治理的净化装置的立体结构示意图；
图2为本发明的具体实施方式中用于大气治理的净化装置的主视示意图；
图3为本发明的具体实施方式中用于大气治理的净化装置的侧视示意图。
【附图标记说明】
1：安装架；2：安装板；3：球体；4：球体安装座；5：储液箱；6：雾化机；7：第一储气箱；8：第二储气箱；9：涡轮风机；10：电动导向排气管。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，本文提到的“上”“下”“左”“右”“前”“后”，以图1的定向作为参考。
如图1-图3所示，本发明具体实施方式提供一种用于大气治理的净化装置，包括包括圆柱形的安装架1、悬浮组件、净化组件和行进组件，安装架1的顶部具有安装板2。
具体地，如图1和图2所示，悬浮组件包括球体3和内部中空的球体安装座4，球体3底部的开口端与球体安装座4顶部的开口端固定连通，球体安装座4固定安装在安装板2的顶部，且球体3的中心点、球体安装座4的中心点以及安装架1的中心点位于同一条竖向直线上，即整体中心线。球体安装座4的前侧部设置有用于对球体3填充和排放气体的通气管(未示出)，通气管口设置有第一伺服阀。其悬浮原理是由通气管向球体3内充入密度小于空气的气体，对球体3进行受力分析，可知球体3受向下的合力以及向上的浮力，其中，合力包括球体3自身重力和其余结构因自身重力对球体3的作用力。即当球体3受到的浮力大于合力时，可使球体3上浮，当浮力等于合力时，球体3处于平衡状态，当浮力小于合力时，球体3就会下落。因球体3、球体安装座4和安装架1均为质量均匀的结构，各结构的几何中心即为各自的重心，将各结构的中心点设置在整体中心线上，目的在于使球体安装座4和安装架1因自身重力对球体3的作用力与球体3自身重力位于同一条直线，避免球体安装座4和安装架1出现偏斜，影响作业时对装置的控制以及装置的稳定性。
进一步地，如图1和图2所示，悬浮组件还包括第一储气箱7和第二储气箱8，第一储气箱7和第二储气箱8分别固定安装在球体安装座4的左右两侧，二者关于球体安装座4前后方向的轴线对称。第一储气箱7通过第三连接管从左侧连通球体安装座4，第二储气箱8通过第四连接管从右侧连通球体安装座4；第三连接管上设置有第二伺服阀，第四连接管上设置有第三伺服阀。第一储气箱7内固定安装有抽气泵，抽气泵的抽气口与第三连接管连通；第二储气箱8内固定安装有充气泵，充气泵的充气口与第四连接管连通。第一储气箱7的侧部设置有用于充气的电磁充气口(未示出)。第一储气箱7和第二储气箱8之间通过第二连接管连通，使第一储气箱7和第二储气箱8内的气体均匀，第一储气箱7和第二储气箱8的形状均为圆柱形，且二者的尺寸相等。如此，一方面使第一储气箱7对安装板2的作用力大小等于第二储气箱8对安装板2的作用力大小，根据杠杆平衡原理，第一储气箱7和第二储气箱8只会对支点处即安装板2的中心点处有作用力，同样避免了装置出现倾斜，另一方面通过抽气泵、第二伺服阀、充气泵和第三伺服阀控制球体3内的气体含量，进而控制球体3受到的浮力，实现对球体3升降和上下定位的控制。并通过第一储气箱7和第二储气箱8实现对气体的循环利用，降低装置的使用成本。
具体地，如图1-图3所示，净化组件包括球形的储液箱5、连接杆和雾化机6。储液箱5位于球体3的内部，储液箱5与连接杆的第一端固定连接，连接杆的第二端穿过球体3底部的开口端伸入球体安装座4内部并与球体安装座4的底部固定连接。雾化机6固定安装在安装板2的底部，雾化机6的进液口与储液箱5的出液口通过第一连接管连通。球体安装座4的后侧部开设有用于向储液箱5补充净化剂的进液管(未示出)，进液管的出液口与第一连接管连通，进液管的进液口处设置有阀门。储液箱5的中心和雾化机6的中心均位于整体中心线上，避免装置出现倾斜。储液箱5位于球体3内部，储液箱5内部的液体和/或气体对其内壁的压强小，球体3内的气体对储液箱5外壁的压强大，将储液箱5设置为球形，一方面在于球形的外表面在各个方向上的结构相同，将压力均匀分散，避免压力集中，且具有弧度和最低点，便于储液箱5内的净化剂充入进雾化机6中，另一方面使用相同面积的材料制作成球形，相比于其他形状球形的体积更大，即可装入的净化剂就越多，性价比高。如此，通过储液箱5和雾化机6储存和喷洒净化剂，实现净化大气的目的。
具体地，如图1和图3所示，行进组件包括涡轮风机9和电动导向排气管10，涡轮风机9固定安装在安装板2上，电动导向排气管10的进气口与涡轮风机9的出气口转动连接。涡轮风机9原理时将进入机体的空气进行加速，然后将带有动能的空气通过出气口排出。电动导向排气管10能够将加速后的空气排出，通过空气的反作用力，推动净化装置水平移动，其自身能够在涡轮风机9的出气口进行水平的全方位转动，进而控制净化装置水平移动的方向。考虑到涡轮风机9的安装位置以及涡轮风和电动导向排气孔二者的重力，根据杠杆平衡原理，在安装板2底部的对应位置固定安装配重块(未示出)，配重块的重量与涡轮风机9和电动导向排气管10的总重量相等。
进一步地，在安装板2的边缘具有沿周向延伸的滑槽(未示出)，滑槽内滑动连接有电动滑块(未示出)，电动滑块上固定连接有摄像模块(未示出)。摄像模块包括CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件)图像传感器，由一种高感光度的半导体材料制成，可直接将光学信号转换为模拟电流信号，电流信号经过放大和模数转换，实现图像的获取、存储、传输、处理和复现。再由电动滑块控制在滑槽内进行全方位的滑动，确保摄像模块的拍摄方向与净化装置的前进方向保持一致。如此，通过摄像模块实时拍摄出净化装置前进方向的图像，传输至计算机，呈现在用户面前，便于用户判断净化装置的位置和进一步的控制净化装置。
进一步地，净化装置还安装有控制模块、浮子传感器和通讯模块(均未示出)。浮子传感器放置在储液箱5的内部，用于实时监测储液箱5内部的净化剂容量。控制模块和通信模块分别固定安装在安装板2的底部，通信模块与控制模块电连，通信模块用于接收远程的控制信号，并将控制信号传输至控制模块，对净化装置的机构进行控制操作。通信模块还用于接收控制模块的数据信息，并将数据信息发送至计算机。第一伺服阀、第二伺服阀、第三伺服阀、抽气泵、充气泵、电磁充气口、电动导向排气管10和电动滑块分别电连控制模块的信号输出端，浮子传感器电连控制模块的信号输入端。如此，通过控制模块更加精准和方便控制各个机构。通过通信模块对净化装置进行远程操控，提高便利性。
优选地，采用的净化剂为复合生物酶净化剂，生物酶本身是一种具有催化功能的蛋白质，具有天然和安全的属性。通过生物复合技术生产的复合生物酶，增强了生物酶的催化能力，即使是面对成分较为复杂的污染物，也能实现快速催化分解，净化效率更高。该产品中的活性高分子成分带有正电荷，具有强力的吸附凝聚功效，可以使空气中的固体小颗粒团聚与产品中的液体凝聚成小液滴降落，从而实现降低PM2.5(fine particulatematter，细颗粒物)达到净化空气的效果。同时，复合生物酶还能强效分解祛除氨气、三甲胺、硫化氢等VOCs(volatile organic compounds，挥发性有机物)有害气体，清除空气中异味及各类有害成分，从根源上解决光化学产生的PM2.5污染源，提升空气质量，并具有抑菌、防霉和防臭效果，使空气更加清新。
优选地，球体3内、第一储气箱7和第二储气箱8内充入的气体均为氦气。氦气的密度远小于空气的密度(空气的密度为1.29kg/m3,氦气的密度为0.1786kg/m3)，而且氦气的化学性质极不活泼，有较高的安全性，无色无味，不会对空气造成二次污染。
进一步优选地，由于氦气的渗透性较强，故球体3采用高分子材料混合石墨烯制成，高分子材料强度大，不易变形，具有很好的气密性和柔韧性，结合石墨烯对氦气的不渗透性，球体3外层覆盖有保护层，提高球体3的耐久性和稳定性。
进一步优选地，在球体3外部包覆有网兜(未示出)，网兜的自由端均通过柔性绳与安装架1固定连接。如此，提高球体3的稳定性和安全性。
进一步地优选地，在球体3顶部铺设有太阳能充电布(未示出)，安装板2的底部固定安装有四个条状的蓄电池，蓄电池在安装板2的底部均匀分布，四个蓄电池之间相互连接形成蓄电池组，为净化装置的所有用电结构提供电力。太阳能充电布与蓄电池组电连，可以为蓄电池组充电。
本发明具体实施方式提供一种用于大气治理的净化装置，其工作原理为，先打开球体安装座4后侧部的进液管的进液口的阀门，向储液箱5内充入复合生物酶净化剂，浮子传感器获取储液箱5内净化剂容量信息，并将信息发送至控制模块，控制模块再通过通讯模块发送至计算机，根据容量信息充满储液箱5后关闭阀门。再通过控制模块控制开启电磁充气口向第一储气箱7内充入其一半容量的氦气(因第一储气箱7和第二储气箱8连通，即两个储气箱均是一半容量的氦气)，关闭电磁充气口。之后通过控制模块控制开启通气管口的第一伺服阀向球体3内充入氦气，充至球体3所受的向上的浮力等于向下的合力(通过净化装置是否可以相对静止悬浮判断)，关闭第一伺服阀。再通过控制模块控制开启第三伺服阀和第二储气箱8内的充气泵，向球体3内充入储气箱内的氦气，增加球体3所受的浮力，使球体3所受的浮力大于合力，进而使净化装置缓慢升空，升空后控制关闭第三伺服阀和充气泵。或者，直接向球体3内充入氦气至其浮力大于合力，使净化装置缓慢升空，两种升空方式均可以，且只是在净化装置首次使用时需要向球体3内充入氦气，后续通过储气箱将充入的氦气进行循环利用即可。需要注意的是，在向球体3内充气至升空的过程中要始终保持净化装置的水平，不能出现偏斜。在净化装置上升至目标高度前，考虑到净化装置的上升速度和惯性，通过控制开启第二伺服阀和抽气泵，抽取球体3内的氦气，控制球体3的浮力小于合力，使净化装置减速至静止，再控制第三伺服阀和充气泵开启，控制球体3的浮力等于合力，使净化装置在目标高度定位。然后控制开启雾化机6进行喷洒净化剂，并控制开启涡轮风机9和电动导向排气管10，进行水平移动，对目标高度进行水平的全方位净化，同时，控制电动滑块带动摄像模块滑动至前进方向，通过CCD图像传感器实时获取和传输净化装置前方的影像至计算机，用户根据影像判断以及操作净化装置。通过控制抽气泵和充气泵改变净化高度，进而对目标区域进行从上到下全方位的净化。净化过程中需要补充净化剂时，通过第二伺服阀和抽气机控制净化装置缓慢下降至地面，进行补充。对目标区域净化完成后，通过第二伺服阀和抽气机控制净化装置缓慢下降至地面。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种用于大气治理的净化装置，其特征在于，包括安装架(1)、净化组件、悬浮组件和行进组件，行进组件安装在安装架(1)的顶部；
悬浮组件包括球体(3)和球体安装座(4)，球体(3)底部的开口端与球体安装座(4)顶部的开口端固定连通，球体安装座(4)固定安装在安装架(1)的顶部，球体安装座(4)的侧部设置有通气管，通气管的管口设置有第一伺服阀；
净化组件包括储液箱(5)、连接杆和雾化机(6)，储液箱(5)位于球体(3)的内部，储液箱(5)与连接杆的第一端固定连接，连接杆的第二端穿过球体(3)底部的开口端伸入球体安装座(4)内部并与球体安装座(4)的底部固定连接，雾化机(6)固定安装在安装架(1)内，雾化机(6)的进液口与储液箱(5)的出液口通过第一连接管连通。
2.如权利要求1所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
悬浮组件还包括第一储气箱(7)和第二储气箱(8)，第一储气箱(7)和第二储气箱(8)之间通过第二连接管连通；
第一储气箱(7)和第二储气箱(8)分别固定安装在球体安装座(4)的左右两侧，第一储气箱(7)通过第三连接管从左侧连通球体安装座(4)，第二储气箱(8)通过第四连接管从右侧连通球体安装座(4)；第三连接管上设置有第二伺服阀，第四连接管上设置有第三伺服阀；第一储气箱(7)内固定安装有抽气泵，抽气泵的抽气口与第三连接管连通；第二储气箱(8)内固定安装有充气泵，充气泵的充气口与第四连接管连通。
3.如权利要求2所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
第一储气箱(7)和第二储气箱(8)的形状均为圆柱形且二者的尺寸相同。
4.如权利要求1所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
安装架(1)的顶部具有安装板(2)，安装板(2)的边缘具有沿周向延伸的滑槽，滑槽内滑动连接有电动滑块，电动滑块上固定连接有摄像模块。
5.如权利要求1所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
行进组件包括涡轮风机(9)和电动导向排气管(10)，涡轮风机(9)固定安装在安装架(1)上，电动导向排气管(10)的进气口与涡轮风机(9)的出气口转动连接。
6.如权利要求1所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
球体(3)采用高分子材料混合石墨烯制成，在球体(3)表面覆盖有保护层。
7.如权利要求1所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
储液箱(5)内存储有净化剂，净化剂为复合生物酶净化剂。
8.如权利要求2所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
球体(3)、第一储气箱(7)和第二储气箱(8)内存储有气体，气体为氦气。
9.如权利要求1所述的用于大气治理的净化装置，其特征在于，
球体(3)的顶部铺设有太阳能充电布；安装架(1)的顶部具有安装板(2)，安装板(2)的底部固定安装有四个条状的蓄电池，蓄电池在安装板(2)的底部均匀分布，四个蓄电池之间相互连接形成蓄电池组；太阳能充电布与蓄电池组电连。
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2022
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