一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器的製作方法

2023-05-07 04:55:26 1

本發明涉及一種醫用殺菌空氣淨化器，特別是一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器。

背景技術：

隨著全球工業化的發展，人口不斷增加，環境空氣汙染日益加重。空氣中的塵埃、細菌、異味及有害氣體對人體健康有直接影響，特別是室內空氣品質日益受到人們的關注。醫院室內空氣品質的好壞，直接影響醫務人員、患者的健康。醫院人口密集，室內滋生和殘留的病毒、細菌容易引起二次汙染和感染，預防和控制醫院室內空氣的質量具有重要意義。目前，醫院內使用的殺菌空氣淨化器大部分都是採用藥物消毒、紫外燈殺菌、物理過濾空氣淨化的方法。然而，這類產品存在不足之處：藥物消毒無法殺死抗藥性的病菌，含有汙染物的廢液排入自然環境形成二次汙染，維護成本較高；紫外燈殺菌限定在無人的環境中使用，紫外線洩露會造成皮膚輻射傷害；物理過濾空氣淨化通過濾芯吸附空氣中的顆粒物和病菌，是一個不可逆的物理過程，價格昂貴的濾芯屬於消耗品需要定期更換，否則會增加用戶遭受病毒體、超微混和物危害的風險。隨著空氣淨化器產業的發展，基於靜電集塵原理的空氣淨化器可以實現無耗材除塵、殺菌。然而，其核心淨化部件需要自行清潔，維護過程困難。因此，需要一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器。

技術實現要素：

本發明目的在於提供一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器，其核心功能部件是空氣殺菌淨化艙，在空氣殺菌淨化艙內空氣依次經過靜電集塵層、紫外殺菌層和臭氧殺菌層。靜電集塵層的陰陽集塵板間施加高壓靜電場可以將空氣中的顆粒物電離，有效吸附直徑在0.01um～50um的pm2.5、pm10、煙霧和花粉等顆粒物，同時殺滅空氣中白色葡萄球菌、金色葡萄球菌和大腸桿菌等病菌。室內空氣流經靜電集塵裝置淨化、殺菌後，再由輸出波長為247.5nm的c波段紫外線輔助殺菌。最後，室內空氣流入臭氧殺菌層，利用靜電集塵層工作中合成的強氧化性臭氧氣體破壞和分解細菌的細胞壁和細胞內酶，從而達到瞬間殺菌的作用。同時，臭氧能將室內空氣中對人體有害的有機物、致癌物甲醛等氣體氧化分解成無害的co2、o2、h2o。在靜電集塵層上方設計了自動清潔系統，當靜電集塵層上附著大量顆粒物導致空氣淨化、殺菌效率降低時，系統自動以噴淋的方式對靜電集塵層進行清潔，清潔完畢後在高風速模式下快速風乾，實現空氣淨化、殺菌功能無耗材、免維護使用。

具體設計方案：一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器，包括：電氣控制系統、殺菌淨化艙、風道系統、清潔系統、殼體及骨架。

電氣控制系統包括：開關電源、pm2.5傳感器、溫溼度傳感器、嵌入式處理器、顯示器、隔離控制器、控制系統印製板，各器件通過電信號與控制系統印製板電氣連接。嵌入式處理器的信號輸入引腳與pm2.5傳感器、溫溼度傳感器通過電信號電氣連接，嵌入式處理器的信號輸出引腳與隔離控制器的輸入引腳通過電信號電氣連接；嵌入式處理器的通訊引腳與顯示器的通訊引腳通過電信號電氣連接；開關電源的輸入引腳與220v/50hz家用交流電通過電信號電氣連接，開關電源的輸出引腳與嵌入式處理器的電源輸入引腳通過電信號電氣連接，並通過隔離控制器的輸出引腳與殺菌淨化艙、風道系統和清潔系統電氣連接。

殺菌淨化艙包括：半封閉艙體外殼、靜電集塵層、紫外殺菌層、臭氧殺菌層，靜電集塵層和紫外殺菌層與半封閉艙體外殼通過螺栓禁錮的方式機械連接，靜電集塵層和紫外殺菌層通過電氣控制系統中的隔離控制器的輸出引腳與開關電源的輸出引腳電氣連接。臭氧殺菌層位於半封閉艙體外殼內部，利用艙體內的臭氧氣體殺滅空氣中的細菌、有害有機物等，空間上形成臭氧殺菌層。

風道系統包括：初級過濾層、殺菌淨化層、甲醛過濾層、離心風機、潔淨空氣層，各層級之間通過螺紋緊固的方式與殼體及骨架機械連接，離心風機通過電信號與電氣控制系統電氣連接。風道系統的離心風機加速室內空氣流動，空氣依次通過初級過濾層預過濾大顆粒物，經殺菌淨化層殺滅細菌並淨化空氣，經甲醛過濾層濾除甲醛氣體，最終經潔淨空氣層排出淨化後的氣體。離心風機的電源輸入引腳與電氣控制系統中的開關電源的輸入引腳通過電信號電氣連接，離心風機調速輸入引腳通過電氣控制系統中隔離控制器輸出引腳與開關電源的輸出引腳電氣連接。

清潔系統包括：淨水箱體、高壓水泵、水路管道、噴淋裝置、汙水收集箱，各器件以固定的方式與外殼及骨架機械連接，高壓水泵通過電信號與電氣控制系統電氣連接。淨水箱體經水路管道與高壓水泵的入水口機械連接，抽水水泵的出水口經排水管路與噴淋裝置機械連接。抽水水泵的電源輸入引腳通過電氣控制系統中隔離控制器輸出引腳與開關電源的輸出引腳電氣連接。汙水收集箱位於殼體及骨架中骨架的底部，收集由噴淋裝置噴出的流經殺菌淨化艙的汙水。

殼體及骨架包括：腳輪、支撐骨架和外殼殼體。支撐骨架以支撐和固定的方式與腳輪、電氣控制系統、殺菌淨化艙、清潔系統機械連接，外殼殼體以固定的方式與風道系統機械連接，外殼殼體以螺紋緊固的方式與支撐骨架機械連接。

殼體和骨架中的支撐骨架和外殼殼體通過螺紋緊固的方式機械連接，構成了醫用殺菌空氣淨化器的本體結構。支撐骨架與腳輪、電氣控制系統、殺菌淨化艙、清潔系統機械連接，對各部分起支撐和固定的作用；外殼殼體與風道系統機械連接，搭建了空氣殺菌淨化流通的風道。電氣控制系統中的隔離控制器輸出引腳通過電信號與殺菌淨化艙中的靜電集塵層和紫外殺菌層、與清潔系統中的高壓水泵、與風道系統中的離心風機電氣連接，控制醫用殺菌空氣淨化器開啟閉淨化、殺菌、清潔功能，調節空氣流動速度。

本發明的優點在於：醫用殺菌空氣淨化器通過電氣控制系統中的傳感器採集室內空氣品質情況，智能開啟殺菌和淨化功能；採用靜電集塵層進行空氣淨化，並配置靜電集塵層自動清潔功能，實現無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化，免除用戶耗材更換和清潔維護成本。

附圖說明

圖1為一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器本體結構圖；

圖2為一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器電氣控制網絡原理框圖。

1——電氣控制系統，2——殺菌淨化艙，3——風道系統，4——清潔系統，5——殼體及骨架，6——開關電源，7——pm2.5傳感器，8——溫溼度傳感器，9——嵌入式處理器，10——顯示器，11——隔離控制器，12——控制系統印製板，13——半封閉艙體外殼，14——靜電集塵層，15——紫外殺菌層，16——臭氧殺菌層，17——初級過濾層，18——殺菌淨化層，19——甲醛過濾層，20——離心風機，21——潔淨空氣層，22——淨水箱體，23——高壓水泵，24——水路管道，25——噴淋裝置，26——汙水收集箱，27——腳輪，28——支撐骨架，29——外殼殼體。

具體實施方式

一種無耗材、免維護的醫用殺菌空氣淨化器，包括：電氣控制系統1、殺菌淨化艙2、風道系統3、清潔系統4、殼體及骨架5；

殼體和骨架5以支撐和固定的方式與電氣控制系統1、殺菌淨化艙2、風道系統3、清潔系統4機械連接，組成了醫用殺菌空氣淨化器的機械本體結構。電氣控制系統1通過電信號與殺菌淨化艙2、風道系統3、清潔系統4電氣連接，控制殺菌淨化艙2、風道系統3啟動空氣殺菌、淨化功能，調節空氣流動速度，控制清潔系統4、風道系統3啟動自動清潔功能，構成了醫用殺菌空氣淨化器的電氣控制網絡。

醫用殺菌空氣淨化器以支撐骨架28、外殼殼體29、半封閉艙體外殼13、控制系統印製板12為主體結構，對其它部分部件起支撐和固定作用。腳輪27以螺紋緊固的方式與支撐骨架28機械連接，便於機器的移動。在整體機構上，風道系統3採用自下而上的流體設計，完成空氣循環流動殺菌淨化，具體實施方式為：室內空氣經過醫用殺菌空氣淨化器後以無菌、潔淨的氣體排入室內。室內空氣在離心風機20的帶動下流動速度加快，首先經過初級過濾層17濾除空氣中毛髮、絮狀物等大顆粒物；之後經過殺菌淨化層18，氣體首先進入殺菌淨化艙2的靜電集塵層14，直徑在0.01um～50um的顆粒物、病菌和粉塵被吸附和滅除，然後進入紫外殺菌層15，在247.5nm波段紫外燈的照射下，輔助殺滅殘餘病菌，然後進入臭氧殺菌層16，在強氧化性臭氧氣體的作用下，細菌被瞬間殺滅，有害有機物氣體被還原成co2和h2o等；之後流經甲醛過濾層19，氣體中的甲醛、揮發性有機物成分被濾除；最後經過潔淨空氣層21，以無菌、潔淨的空氣排入室內，實現了室內空氣殺菌淨化。清潔系統4的結構設計中，淨水箱體22與外殼殼體29以卡扣的方式機械連接，便於啟動自動清潔功能前倒入淨水；高壓水泵23位於支撐骨架28底端，以螺紋緊固的方式機械連接，高壓水泵28的入水口與淨水箱體22的出水口用插入式氣動快接接頭機械連接，高壓水泵28出水口與與噴淋裝置25的入水口通過水路管道24用插入式氣動快接接頭機械連接；汙水收集箱26位於殺菌淨化艙2下方，以抽拉式機械連接的方式固定在外殼殼體29上。清潔系統4的具體實施方式為：淨水箱體22中倒入用於清洗的淨水，系統啟動清潔程序後，高壓水泵會從淨水箱體22中抽水並通過水路管道24送至噴淋裝置25的出水口，以噴淋的方式對靜電集塵層14進行清洗，清洗後的汙水在半封閉艙體外殼13的限制下全部流入汙水收集箱26。清洗完畢後，在電氣控制系統1的作用下，控制離心風機20高速運轉，對殺菌淨化艙2進行風乾，風乾完畢後系統自動關機，等待用戶開機使用。

醫用殺菌空氣淨化器電氣控制網絡包括電氣控制系統1中的開關電源6、pm2.5傳感器7、溫溼度傳感器8、嵌入式處理器9、顯示器10、隔離控制器11以及控制實體殺菌淨化艙2中的靜電集塵層14、紫外殺菌層15，風道系統3中的離心風機20和清潔系統4中的高壓水泵23，各部件通過電信號電氣連接。開關電源為電氣控制網絡的供電輸出單元，輸入引腳通過電信號與220v/50hz家用交流電電氣連接，輸出引腳與嵌入式處理器9的電源引腳通過電信號電氣連接。嵌入式處理器9為電氣控制網絡的核心控制中樞，信號輸入引腳通過電信號與pm2.5傳感器7、溫溼度傳感器8電氣連接，接收傳感器採集到的室內空氣參數並在內部進行轉換、存儲和傳輸；顯示器10的通訊引腳通過電信號與嵌入式處理器9的通訊引腳電氣連接，接收嵌入處理器9輸出的室內空氣參數並顯示，同時接收外界的控制信號並輸入給嵌入式處理器9進行轉換和控制；嵌入式處理器9的信號輸出引腳與隔離控制器11的輸入引腳通過電信號電氣連接，隔離控制器11輸出引腳的公共端與開關電源6的輸出端通過電信號電氣連接，隔離控制器11輸出引腳的控制端與殺菌淨化艙2的靜電集塵層14、紫外殺菌層15通過電信號電氣連接，與風道系統3的離心風機20通過電信號電氣連接，與清潔系統4的高壓水泵23通過電信號電氣連接。

醫用殺菌空氣淨化器開關電源6接入電源啟動後，嵌入式處理器9接收pm2.5傳感器7、溫溼度傳感器8採集到的室內空氣參數並在內部進行轉換、運算、存儲後輸出給顯示器10對外顯示室內空氣參數值。嵌入式處理器9的存儲晶片中預設了優質空氣參數值，通過將傳感器採集到的室內空氣參數與優質空氣參數對比，當室內空氣參數優於預設的優質空氣參數時，嵌入式處理器9對隔離控制器11不輸出電信號，隔離控制器11輸出引腳的公共端與控制端斷開，系統不啟動殺菌、淨化、清潔功能；當室內空氣參數劣於預設的優質空氣參數時，嵌入式處理器9輸出控制信號給隔離控制器11的輸入引腳，隔離控制器11輸出引腳的公共端與控制端連接，開關電源的輸出引腳對殺菌淨化艙2的靜電集塵層14、紫外殺菌層15以及風道系統3的離心風機20上電，系統啟動殺菌、淨化功能，離心風機20上電後室內空氣流動加速。當系統需要清潔時，首先將清潔系統4中的淨水箱體22倒滿淨水並確保汙水收集箱26中無存水，顯示器10接收外界輸入的清潔信號並輸入給嵌入式處理器9，嵌入式處理器9輸出控制信號給隔離控制器11，首先斷開靜電集塵層14、紫外殺菌層15、離心風機20與開關電源6的電氣連接，隨後高壓水泵23接通開關電源6，高壓水泵23從淨水箱體22中抽水，並經水路管道24輸送到噴淋裝置25，以噴淋的方式對靜電集塵層14進行清洗，汙水在半封閉艙體外殼13的限制下全部流入汙水收集箱26。清洗完畢後在嵌入式處理器9的控制下，斷開高壓水泵23與開關電源6的電氣連接，隨後接通離心風機20與開關電源6的電氣連接，離心風機20加速空氣流動對殺菌淨化艙2進行風乾，風乾完畢後系統自動關機，等待用戶開機使用。