一种具有紫外光灭菌功能的吸烟机的制作方法

1.本发明属于环保与医疗设备技术领域，具体涉及一种具有紫外光灭菌功能的吸烟机。


背景技术：

2.紫外光灭菌，这是众所周知的常识。为了杀灭烟雾中的微生物，有人在吸烟机中使用了紫外灯，但效果并不理想。追究其原因，紫外灯杀菌是有条件的。这些产品虽然设有紫外灯，但未满足紫外光杀菌所需的参数和条件，另一个原因，对空气中微生物生存的条件也考虑不周。所以存在紫外灯放置的位置不合理和对被紫外光灭菌的气体无预处理和没考虑紫外光产生的臭氧的处理等问题，因而也影响了杀菌的效果和安全使用。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是现有的吸烟机杀菌效果不好和安全使用等问题。
4.本发明的技术方案是一种具有紫外光灭菌功能的吸烟机，包括机壳、控制板和位于机壳内依次连接的过滤滤芯、灭菌滤芯与末级滤芯；机壳上设置有吸气管，过滤滤芯与吸气管连接，末级滤芯与出气管连接；
5.所述灭菌滤芯包括聚光腔体、紫外光源和光功率探测器；所述聚光腔体的腔内壁为能对紫外光进行有效反射的高反光层；所述紫外光源设置在聚光腔体内；所述光功率探测器探测腔内的光功率，控制板对信号进行处理，发出控制信号控制紫外光源的电流从而控制发光强度，同时控制抽气风机从而控制气体流速，使紫外光对聚光腔内的流动空气产生的能量密度满足e≥50mj/cm2。
6.具体的，所述能量密度通过如下公式计算：
7.能量密度e＝t
·
w(mj)，其中t＝v/ν(秒)，ν是气体流速，v(cm3)是聚光腔的体积，t是气体流经聚光腔平均停留时间，w是聚光腔内的功率密度。
8.优选的，w≥30mw。
9.进一步的，所述紫外光源的发射波长为0.26～0.28μm，即遗传物质核酸的吸收峰波段。
10.具体的，所述光功率探测器设置于聚光腔内，或置于聚光腔的外壁，通过采光孔探测光功率。
11.具体的，所述的聚光腔外还设置有紫外灯电源装置，并通过控制板控制紫外灯电源装置。
12.其中，所述紫外光源由至少1只紫外灯或紫外led灯构成。
13.进一步的，所述过滤滤芯由活性炭、化纤或泡沫交替排列组成。
14.优选的，所述末级滤芯为对臭氧有吸附和处理能力的滤芯，用以清除紫外光产生的臭氧。其滤材为活性炭滤网和活性炭纤维。
15.进一步的，所述灭菌滤芯与末级滤芯之间通过抽气风机联通，经灭菌滤芯灭菌后
的气体由抽气风机抽出进入末级滤芯。
16.具体的，所述抽气风机由控制板控制其工作。
17.本发明在研究了微生物(包括病毒)在空气中的生存条件和紫外光杀菌有关参数后，研发了这种灭菌效果优异的紫外光灭菌吸烟机。申请人通过分析研究认为，紫外光杀灭微生物的效果，主要和以下几种参数：波长、能量密度(功率密度x时间)、功率密度及微生物的种类有关。不同的微生物耐受紫外光的能力不同，而微生物的种类是不能选择的，能选择的只有波长、功率密度和能量密度。本发明研究了流动气体灭菌的条件后，给出了一种能有效杀灭流动气体中的微生物的紫外光灭菌滤芯。并通过前期的研究，提出最低的能量密度，要能有效灭菌，流动气体必须获得一定的能量密度。
18.紫外光杀菌已有不少工作。杀菌的效果主要和几种参数有关，即病菌的种类、紫外光的波长、紫外光照射的能量密度、紫外光照射功率密度。而能量密度e又和照射时间t有关，即能量密度为功率密度w和照射时间t的乘积，即e＝w
·
t。
19.根据以往的研究，随着功率密度的增加，有效杀菌照射时间可大幅度降低。功率密度的成倍增加，杀灭病毒、细菌的时间将会成数量级的降低。大量的数据表明对于许多病菌50mj/cm2的能量密度均能被杀灭。考虑到现有元器件的性能，本发明要求腔内的紫外光功率密度w≥30mw/cm2。
20.空气中的微生物大都存在于空气里的悬浮物中，如气溶胶、飞沫、鼻涕、液体中。因此，在用紫外光杀菌之前，必须对气体中微粒进行过滤。因为使用紫外光灭菌时，需要紫外光照射的是微生物，而不是携带微生物的各种微粒。紫外光灭菌是有条件的，其灭菌效果是和微生物的种类、照射功率、照射时间，即照射的能量密度有关。因此，此种吸烟机的核心为：带有微生物的气体进入吸烟机后，首先进入能吸附微尘、水汽、和油性物质的过滤滤芯，对气体中的微粒(微尘)、水汽、油性物质进行过滤。过滤滤芯由活性炭制品、化纤制品、泡沫制品等多种材料交替排列组成，能有效清除气体中的微粒、水汽和油性物质。经过此种滤芯过滤后的气体再进入到紫外光灭菌滤芯进行灭菌处理。紫外光灭菌滤芯是一个封闭的聚光腔，腔内壁为紫外光高反射层。腔内放置紫外灯，紫外灯可为1支或1支以上，紫外灯也可为紫外led。腔内设置光功率探测器，用以监测腔内的光功率，光功率探测器也可位于聚光腔采光孔处的外壁。经过灭菌后的气体，再经过末级滤芯过滤后再排出。末级滤芯为对臭氧有吸附和处理能力的滤芯，其滤材为活性炭滤网和活性炭纤维，用以清除紫外光产生的臭氧，对偶然逃逸的微尘再作一次过滤处理，确保排出的气体清洁、无菌。
21.本发明的有益效果：本发明吸烟机通过多级滤芯相配合，通过对空气进行过滤、紫外灭菌和微尘处理，有效清除了气体中的微生物。
附图说明
22.图1、吸烟机的结构示意图；
23.图2、光功率探测器置于聚光腔外壁的示意图；
24.图中标记：吸气管1，控制板2，机壳3，过滤滤芯4，灭菌滤芯5，紫外灯电源装置6，抽气风机7，末级滤芯8，出气管9，紫外灯5-1，光功率探测器5-2，高反射层5-3，采光孔5-4。
具体实施方案
25.实施例本发明吸烟机的结构与使用
26.如图1和图2所示，具有紫外光灭菌功能的吸烟机，包括机壳、控制板和位于机壳内依次连接的过滤滤芯、灭菌滤芯与末级滤芯；机壳上设置有吸气管，过滤滤芯与吸气管连接，末级滤芯与出气管连接；所述灭菌滤芯包括聚光腔体、紫外光源和光功率探测器；所述聚光腔体的腔内壁为能对紫外光进行有效反射的高反光层；所述紫外光源设置在聚光腔体内；所述光功率探测器探测腔内的光功率，控制板对信号进行处理，发出控制信号控制紫外光源的电流从而控制发光强度，同时控制抽气风机从而控制气体流速，使紫外光对聚光腔内的流动空气产生的能量密度满足e≥50mj/cm2。
27.具体的，所述能量密度通过如下公式计算：
28.能量密度e＝t
·
w(mj)，其中t＝v/ν(秒)，ν是气体流速，v(cm3)是聚光腔的体积，t是气体流经聚光腔平均停留时间，w是聚光腔内的功率密度。
29.优选的，w≥30mw。。
30.进一步的，所述紫外光源的发射波长为0.26～0.28μm，即遗传物质核酸的吸收峰波段。
31.具体的，所述光功率探测器设置于聚光腔内，或置于聚光腔的外壁，通过采光孔探测光功率。
32.具体的，所述的聚光腔外还设置有紫外灯电源装置，并通过控制板控制紫外灯电源装置。
33.其中，所述紫外光源由至少1只紫外灯或紫外led灯构成。
34.进一步的，所述过滤滤芯由活性炭、化纤或泡沫交替排列组成。
35.优选的，所述末级滤芯为对臭氧有吸附和处理能力的滤芯，其滤材为活性炭滤网和活性炭纤维。
36.进一步的，所述灭菌滤芯与末级滤芯之间通过抽气风机联通，经灭菌滤芯灭菌后的气体由抽气风机抽出进入末级滤芯。
37.具体的，所述抽气风机由控制板控制其工作。
38.在使用时，需灭菌的气体首先进入过滤滤芯，此种滤芯由活性炭制品、化纤制品、泡沫制品等多种材料交替排列组成，能对气体中微粒、水汽及油性物质进行有效过滤。通过过滤滤芯的微生物再进入紫外光灭菌滤芯进行灭菌处理。灭菌滤芯为封闭的聚光腔，为了提高光功率密度，其内壁为紫外光的高反射层，并在腔内设置紫外灯和光功率探测器。光功率探测器也可位于聚光腔外壁，通过采光孔探测腔内光功率。经紫外光灭菌后的气体由抽气风机抽出进入末级滤芯。末级滤芯为对臭氧有吸附和处理能力的滤芯，其滤材为活性炭滤网和活性炭纤维，用以清除紫外光产生的臭氧，对偶然逃逸的微尘再作一次过滤处理，确保排出的气体清洁、无菌。根据光功率探测器的信号，由控制板对紫外灯电源及抽气风机进行控制以得到最佳的灭菌效果。