CN220017631U - 一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，包括多管笼形结构的紫外线消杀套件和行走底座；多管笼形结构的紫外线消杀套件，包括微波紫外发生管套件、空气导管、上下封头和上下盖板；微波紫外发生管套件包括磁控管、波导腔、谐振网管，以及充满惰性气体的发光石英管。行走底座，包括行走轮和安装底座两部分；多管笼形结构的紫外线消杀套件固定在安装底座上。本实用新型可以解决利用高剂量紫外线辐照，瞬时杀灭空气中各类致病细菌、传染性病毒等致病微生物的技术问题，同时具有高能量紫外辐照输出和行走等功能。

Description

一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置

技术领域

本发明涉及杀菌消毒和空气净化领域，属于快速消杀空气中各类细菌病毒的行走装置。

背景技术

呼吸道病毒主要为感染者呼出，并在空气环境中以飞沫或气溶胶形式存在，借助空气扩散传播；人体呼吸摄入、黏膜接触，或触及被病毒污染的物品后均有可能被感染。人群密集型区域、场所最容易遭受疫情肆虐，造成群体感染、加快传播速度。目前针对疫情防控多采取乙醚、75％乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸、过氧化氢和氯仿等化学法，需大量消毒器械和防护用品，且消毒剂易对环境造成污染，对呼吸道病毒的消杀作用迟缓，仅能体现预防效果。

众所周知，紫外线辐照杀菌消毒技术较之化学法更为绿色环保；UVC紫外线可用于灭活目前已知的呼吸道病毒毒株，但瞬时辐照剂量才是灭杀呼吸道病毒的关键，瞬时辐照剂量越大所需的消杀时间越短。国外NEIDL等多家实验室研究数据表明，低功率紫外辐照难以实现对呼吸道病毒的快速灭活。传统紫外线产品单支灯管输出辐照功率仅100uW·cm²，即使延长辐照时间也会因辐照强度过低达不到理论效果，因此难以实现快速杀菌灭活。且因灯丝寿命短、衰减快，效果难以持久稳定，使用维护成本较高。

HEPA空气过滤材料的过滤精度为100nm～300nm，而呼吸道病毒的大小约为125nm，所以HEPA过滤材料对于呼吸道病毒的拦截更多的是借助多元材料的吸附作用，而非单纯的过滤，但HEPA本身不具备病毒消杀功能，仅仅是过滤、吸附空气中的颗粒物，当污染物于其表面富集后便失效，须及时更换，替换下来的废旧HEPA滤材对环境造成二次污染。

传统紫外线消杀器具多为固定式安装，并因其开放式辐照结构不能连续工作于有人场所，近两年市场上推出的带有紫外杀菌功能的闭式和部分带有行走装置的空气净化产品，仍沿用了传统紫外线产生技术，其输出的低辐照剂量不能在短时间内杀灭病毒，仅适用于常规预防，而不能用于已然存在病毒传播威胁的场合。

发明内容

本发明目的在于提供一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，以解决利用紫外线消杀产品，可瞬时杀灭空气中的致病细菌、传染性病毒等致病微生物的技术问题，同时具有高能量辐照输出和行走等功能。

为了实现上述发明内容，本发明所采用的技术方案如下:

一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，包括多管笼形结构的紫外线消杀套件、自动行走底座和壳体；

多管笼形结构的紫外线消杀套件，包括微波紫外发生管套件、空气导管、上下封头和上下盖板；微波紫外发生管套件包括磁控管、波导腔、谐振网管，以及充满惰性气体的发光石英管；充满惰性气体的发光石英管，是借助于微波激发惰性气体产生紫外线，继而通过石英管滤波获得200～254nm波长的UVC紫外射线；该微波紫外发生管套件与空气导流管等长，为管状外形，垂直装配于多管笼形结构的紫外线消杀套件的轴心位置；采取多支石英玻璃管作为空气导管，所有空气导管与微波紫外发生管套件平行环绕于微波紫外发生管套件四周，呈环形布局，其中若干空气导管两端采用带有涵道的上下封头和上下盖板分组构成串联风道，再由上述串联通道并联后形成总风道；在多管笼形结构的紫外线消杀套件底部的下封头与下盖板之间的空间中，同轴安装有密集叶片型离心式引风机；壳体内的多管笼形结构的紫外线消杀套件的上下封头将内部从上至下依次分为污浊空气吸入仓、微波紫外线病毒消杀仓和空气清新呼出仓；空气清新呼出仓的出口位于两侧，设置有采用PTFE抗紫外线材质的空气超滤分离膜；

自动行走底座，包括行走轮和安装底座两部分；多管笼形结构的紫外线消杀套件固定在安装底座上。

所述行走底座的安装底座内具有地图导航或AI智能避障的控制系统电路以及驱动行走轮行走的电机控制机构，还包括通过人机对话界面触屏设定、手机APP操作，以及手势命令识别的操控模式所涉及的装置和电路；还包括数据采集扩展功能接口。

各空气导管的串联采取两端封头的连接槽环形连通。

采用根据空气质量从100～1000m³/h区间实现风量调节的风机。

本发明具有如下积极效果：

本发明可瞬时杀灭空气中的各类细菌、传染性病毒等致病微生物，其高能量辐照输出和智能行走技术使其具有更为广泛的应用领域。本发明的导管中的污浊空气经大功率高强紫外线多次照射，之后通过多个串联的空气导管，延长了照射过程，再流经空气超滤膜完成保安过滤后自底部出风口排出，其间负离子发生模块产生大量负离子使排出的气体更为清新。本发明尤为适合大功率紫外线设计，较之传统紫外线的消杀速度更快，且因采取无灯丝设计，不存在灯丝老化导致的光衰现象。

附图说明

图1本发明的多管笼形结构的紫外线消杀套件立体结构示意图。

图2本发明的多管笼形结构的紫外线消杀套件内部结构示意图。

图3-1是本发明盖板A面的结构示意图。

图3-2是本发明的封头B面俯视图。

图4-1是本发明的封头A面内部结构示意图。

图4-2是本发明的封头B面的内部结构示意图。

图5-1是本发明封头盖板A面内部结构示意图。

图5-2是本发明封头盖板B面内部结构示意图。

图6是本发明的空气流态示意图。

图7是本发明的空气流态透视图。

图8-1是本发明的外部结构示意图。

图8-2是本发明的整体内部结构图。

图9本发明的整体结构内部结构立体图。

图10是本发明的分解结构图。

图11是本发明的空气净化的原理图。

具体实施方式

本发明所述装置内部的核心紫外线消杀套件为多管笼形结构，并以此命名为多管笼形紫外线病毒消杀器。参见图1、2、6、7所示。在图6、7中，30是1号进风口、31是2号进风口，32是3号进风口，33是1号出风口，34是2号出风口，35是3号出风口。参见图8-1、图8-2、图9、图11所示，笼形微波紫外线病毒消杀器底部同轴安装密集叶片型离心式引风机，病毒消杀装置内部采取负压强制引风形式，各空气流道连接部位采取隔离密封设计，各空气导管的串联采取两端封头的连接槽环形连通；经由紫外消毒、吸附分解、高效过滤处理后排出。风机根据空气质量自动切换转速，从而在100～1000m³/h区间实现风量调节和节能。

本发明所述笼形微波紫外线病毒消杀器采取多支石英玻璃管作为空气导管，多支空气导管以环形布局围绕于装置中心的紫外线发生装置，空气导管两端采用带有涵道的特制封头和盖板分组构成串联风道，所有空气导管接受其围绕于装置中心的微波紫外线辐照，以此延长空气接受UVC照射时间，提升杀菌灭活效果。本发明的放大设计同样适用于中央空调等大型管道通风系统。

参见图图3-1、3-2、图4-1、4-2、图5-1、5-2所示。笼形微波紫外线病毒消杀器上端封头和盖板中间的镂空部位装入微波紫外发生管套件，该套件包括磁控管、波导腔、谐振网管，以及充满惰性气体的发光石英管；该套件与导流管等长，管状外形，于笼形微波紫外线病毒消杀器轴心位置垂直装配，所有空气导管与之平行环绕于发光套件四周。

本发明采用微波紫外线发生技术，利用微波激发真空管内的惰性气体产生等离子体获得UVC射线，重点突出了高输出辐照剂量的特点，在输入功率1200w的条件下，可产生16000uW·cm2/套(灯管)的输出剂量，而同等输入功率的传统紫外线输出功率仅3600uW·cm2。

所述微波紫外线发生装置有别于传统紫外线产生器具，其灯泡仅为充满惰性气体的空管，不同于带有灯丝的传统紫外线灯管，无须对灯丝两极施加电压，而是借助于微波激发惰性气体产生紫外线，继而通过石英管滤波获得200～254nm波长的UVC紫外射线；本发明中的紫外线套件具有百倍于传统紫外线的输出剂量，可瞬时彻底杀灭空气中的致病微生物，较之传统紫外线的消杀速度更快，且不存在灯丝老化导致的光衰现象。

本发明提出的一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置包括整机壳体，用以隔离紫外线泄露，确保人机共存安全；壳体内部从上至下依次分为污浊空气吸入仓、微波紫外线病毒消杀仓、空气清新处理(呼出)仓，以及智能行走装置。机器人上部装有触摸和手势操控的人机对话界面，吸入仓中内置HEPA高效复合滤板和微波磁控管，该磁控管可为闭路循环水冷式或风冷式；病毒消杀仓主要内置的多管笼形微波紫外线病毒消杀器；净化空气呼出仓内置负离子发生器、空气超滤分离膜活性炭纤维等过滤吸附材料，活性炭纤维材料主要用于空气中异味的吸附，负离子发生装置可使净化处理后的空气中含有更多的负氧离子，令装置呼出的空气更为清新。

所述的空气超滤分离膜采用PTFE抗紫外线材质；呼吸道病毒常为多形性，大小约为125nm，常规的HEPA过滤精度为100～300nm，对于呼吸道病毒的过滤拦截基本无效，而PTFE空气超滤分离膜的过滤孔径50～100nm，能够彻底拦截经紫外消杀后可能残存的活性物；空气膜分离技术的应用在本发明装置中起到了双重安全作用，继而通过进一步紫外辐照彻底灭活。本发明将HEPA与空气超滤分离膜组合，其形式可为复合滤板或者筒型结构，区别于空气吸入方式加以选择，选用筒型滤芯时，笼形微波紫外线病毒消杀器置于筒型滤芯内。

行走底座的安装底座内具有地图导航或AI智能避障的控制系统电路以及驱动行走轮行走的电机控制机构，还包括通过人机对话界面触屏设定、手机APP操作，以及手势命令识别的操控模式所涉及的装置和电路；还包括数据采集扩展功能接口。所述行走底座的安装底座内的地图导航或AI智能避障的控制系统电路以及驱动行走轮行走的电机控制机构，均为传统的行走机器人的常规控制系统。

为了更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详尽描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

本发明的核心部件为笼形微波紫外线病毒杀菌器，将之与智能机行走机器人组合集成。其工作过程和工艺流程如10所示，在机器人行走过程中，利用底部引风机将周边存在细菌病毒扩散的空气通过机器人顶部吸入，自笼形微波紫外线病毒消杀器进风口进入石英玻璃空气导管，并通过封头涵道折返至下一根导管，以此类推；在此过程中，导管中的污浊空气经大功率高强紫外线多次照射，之后流经空气超滤膜完成保安过滤后自底部出风口排出，其间负离子发生模块产生大量负离子使排出的气体更为清新。

实施例一：

快速消杀空气中呼吸道各类细菌病毒的一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，其整体结构如图8-1、图8-2、图9、图10、所示；其核心结构如图1、图2所示；其工作过程和工艺流程如图10、11所示。本发明主要包括装置机体2，机体2顶部设有升降式触控屏21；触控屏21升起后进入待机模式，通过触控设定并启动运行后，空气通过引风机15经过板式蜂窝光触媒复合滤芯19、抗菌HEPA高效复合滤网18，吸附滤除空气中大部分尘埃粒子和异味，抗菌HEPA高效复合滤网18下设有通风隔板14，通过螺丝与其安装固定；病毒消杀仓内置笼形微波紫外线病毒消杀组件20，经初过滤后的空气经微波紫外线13消杀处理后，通过空气超滤分离膜24经引风机15排出，空气超滤膜24主要作用是拦截细菌病毒残余物。

在本实施例中，箱体上部进风仓顶部安装滤板18、19，滤板下安装密闭循环式水冷排7，用以对磁控管10进行水冷散热；箱体下部出风仓放置微波电源29和逆变器；箱体背部装有刀片式锂电池组，其与逆变器共同组成AC220V逆变电源，经微波电源29升压升频后接入磁控管10。

在本实施例中，微波紫外发光机构13由磁控管10、波导腔、谐振腔以及无灯丝管式灯泡组成，磁控管输出频率为2.45GHz，输出电压2500～4500V(可调)；无灯丝灯管中填充的混合惰性气体，在微波激发下产生等离子体，从而以UV方式释放能量，并通过石英管滤波获得UVC波段的强紫外线，由于灯管没有电极，较之传统灯管无光衰，且使用寿命数倍于有极灯管。

在本实施例中，笼形微波紫外线病毒消杀器20由两端对称封头8、盖板9和若干石英玻璃导流管12组成，采用多支石英材质玻璃管作为空气导管，两端接入封头8、盖板9并进行密封，通过封头和盖板间的涵道将多支空气导管分组串联，环绕于笼形消杀器轴心位置的紫外线发光体。

在本实施例中，如图4-1、4-2、图5-1、5-2、图6、图7所示，图中导流管封头A面依次套入密封圈，每支石英玻璃管12也依次套入密封圈，将装好密封圈的石英玻璃管依次插入至封头8的每个孔中，从石英玻璃管12的另一端套入密封拉板(图中未示出)，将图2、5-1、5-2所示盖板9按定位缺口与封头8和密封拉板(图中未示出)用螺栓固定安装，再反向装入另一端的密封拉板(图中未示出)，并在石英玻璃管的另一端依次套入密封圈，再套入另一端的封头，并在另一端的A面依次套入密封圈，再次将另一端的风腔盖板9按定位缺口与另一端封头8和另一端密封拉板(图中未示出)用螺栓固定安装，通过增加空气延程，使其在同等单位时间内，接受更多得紫外光辐照时间，从而有效提高杀菌效率。

实施例二：

本实施例与实施例一的密封形式不同。实施例一的导流管与封头之间的密封采取斜面密封方式，实施例二采取承插密封方式。较之实施例一，实施例二减少了铝质密封压板，采取贴覆铝膜的方式反射紫外光。

本实施例触控面板和进风方式有所不同，实施例一于本发明的装置顶部安装升降式触控屏幕，装置工作时状态下触控屏升起，与机体外壳之间的间隙构成进风口；实施例二触控屏侧装于机体上部，顶部为固定式网孔板结构的进风口。

本发明所述笼形微波紫外线病毒消杀器利用内部涵道将若干导流管分组并联，如图6、图7所示，15支导流管分为三组并联，每5支串联，其目的在于延长辐照时间、根据串联数量数倍提升所接受的辐照剂量，适用于需要强化消毒处理的场合。本发明的放大设计适用于处理规模较大的场合，如大型公共场所的通风系统。串联与并联数量可根据实际所需予以增减。

尤其适用商场、医院、影院、机场候机楼、高铁候车室等人群密集型场所，以及高铁车厢、航空机舱等狭长封闭空间疫情防控所需，对于介空气以飞沫和气溶胶形式传播的细菌、病毒灭活消杀，属于主动型空气病毒消杀装置。

以上公开的本发明优选实施例只适用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有细节，也不限制该发明仅为具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，其特征在于，包括多管笼形结构的紫外线消杀套件、行走底座和壳体；

多管笼形结构的紫外线消杀套件，包括微波紫外发生管套件、空气导管、上下封头和上下盖板；微波紫外发生管套件包括磁控管、波导腔、谐振网管，以及充满惰性气体的发光石英管；充满惰性气体的发光石英管，是借助于微波激发惰性气体产生紫外线，继而通过石英管滤波获得200～254nm波长的UVC紫外射线；该微波紫外发生管套件与空气导流管等长，为管状外形，垂直装配于多管笼形结构的紫外线消杀套件的轴心位置；采取多支石英玻璃管作为空气导管，所有空气导管与微波紫外发生管套件平行环绕于微波紫外发生管套件四周，呈环形布局，其中若干空气导管两端采用带有涵道的上下封头和上下盖板分组构成串联风道，再由串联通道并联后形成总风道；在多管笼形结构的紫外线消杀套件底部的下封头与下盖板之间的空间中，同轴安装有密集叶片型离心式引风机；壳体内的多管笼形结构的紫外线消杀套件的上下封头将内部从上至下依次分为污浊空气吸入仓、微波紫外线病毒消杀仓和空气清新呼出仓；空气清新呼出仓的出口位于两侧，设置有采用PTFE抗紫外线材质的空气超滤分离膜；

行走底座，包括行走轮和安装底座两部分；多管笼形结构的紫外线消杀套件固定在安装底座上。

2.根据权利要求1所述的一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，其特征在于，所述行走底座的安装底座内具有地图导航或AI智能避障的控制系统电路以及驱动行走轮行走的电机控制机构，还包括通过人机对话界面触屏设定、手机APP操作，以及手势命令识别的操控模式所涉及的装置和电路；还包括数据采集和功能扩展接口。

3.根据权利要求1所述的一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，其特征在于，各空气导管采取分组并联的方式，每组空气导管的两端采取封头连接槽环构成串联。

4.根据权利要求1所述的一种针对空气传播的行走式细菌病毒快速消杀装置，其特征在于，采用根据空气质量从100～1000m³/h区间实现风量调节的风机。