用于风道的全效空气净化模块的制作方法

1.本发明涉及一种空气净化设施，更具体的说，本发明主要涉及一种用于风道的全效空气净化模块。


背景技术：

2.近年来呼吸道传染疾病的肆虐，以及甲醛、粉尘等物质的致癌性逐渐被知晓，人们对于空气质量重视程度日渐提高。由于室内空气的流动性差，加之室内人与动植物、家居等设施容易产生废气或有害物质混入空气中，进一步影响室内空气的质量。据不完全统计，室内空气污染程度常常比室外空气污染严重 2～3 倍，在某些污染严重的情况下，甚至可达100多倍，而化学、生物类的污染物质无法通过过滤的方式去除。而目前在室内使用的中央空调、新风系统尚不足以对空气做到强效净化，无法改善室内空气的质量，因而有必要在中央空调、新风系统所固有风道以及作用原理结构的基础上，对室内空气净化的设施做进一步的研究与改进。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于风道的全效空气净化模块，以期望解决现有技术中中央空调、新风系统不足以对室内空气做到强效净化，不能整体改善室内空气质量等技术问题。
4.为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案。
5.本发明所提供的一种用于风道的全效空气净化模块，包括外壳体，所述外壳体上设有进风口与出风口，所述进风口与出风口之间安装有卧式气液旋流塔与风扇，所述风扇置于进风口与出风口之间的风道上，所述卧式气液旋流塔置于风扇的出风端与出风口之间的风道上；所述卧式气液旋流塔还与进水管相连通，所述进水管接入与配液箱相连通的水泵模块；所述进风口与出风口之间的风道上还安装有复合滤芯，所述复合滤芯置于风扇的进风端与进风口之间的风道上；所述复合滤芯的内部设有料仓，所述料仓设有出料口，所述出料口通过出料通道与所述配液箱相连通，所述出料口上安装有扰动排序机构，所述扰动排序机构用于将料仓中的颗粒物进行排序后按需加入所述配液箱内。
6.作为优选，进一步的技术方案是：所述卧式气液旋流塔还通过出水管与配液箱相连通，所述配液箱用于通过加水管道与外部连续水源相连通。
7.更进一步的技术方案是：所述扰动排序机构包括下料齿盘，下料齿盘的上部同轴安装有拨杆，所述下料齿盘上设有分料孔，所述下料齿盘还与第一齿条相啮合，所述第一齿条与第二齿条动力连接，所述第二齿条与动力齿轮相啮合；所述第一齿条与第二齿条通过磁铁吸合连接；所述第一齿条的另一端与复位弹簧相抵触。
8.更进一步的技术方案是：所述扰动排序机构包括分料机构，所述分料机构上设有与颗粒物相吻合的分料槽，所述分料机构用于与驱动电机动力连接，所述分料机构的下部设有密封块，所述密封块置于出料通道内，所述出料通道的一侧还设有驱动板，所述驱动板
的一端与所述密封块的一端相抵触，所述驱动板的另一端通过传动装置与驱动电机动力连接；所述密封块的另一端还与复位弹簧相抵触，所述料仓的底部具有倾斜面，所述倾斜面朝所述出料口所在的位置倾斜；所述复合滤芯的出料口上设有密封结构。
9.更进一步的技术方案是：所述水泵模块置于配液箱的内部，且所述水泵模块在单位时间内通过进水管抽入卧式气液旋流塔内的水量，大于或等于所述卧式气液旋流塔通过出水管排入配液箱的水量。
10.更进一步的技术方案是：所述卧式气液旋流塔包括储液槽与多个布液盘，所述布液盘均安装在转动轴上，且相邻的两个布液盘之间保持间隙，所述转动轴安装在储液槽内的支座上，且所述转动轴的一端与减速电机动力连接，所述布液盘的下部用于在使用时没入储液槽的液面以下。
11.更进一步的技术方案是：所述卧式气液旋流塔包括纤维滤芯与储液槽，所述纤维滤芯放置在储液槽中，用于没入储液槽的液面以下。
12.更进一步的技术方案是：所述的外壳体的内部还设有传感器模块，所述传感器模块与风扇、减速电机分别接入中央处理器，所述中央处理器还接入电源模块；所述传感器模块至少包括温湿度传感器与颗粒物传感器。
13.更进一步的技术方案是：所述外壳体的外部为规则形状的立方体。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在模块的内部同时设计卧式旋流塔与复合滤芯，由复合滤芯固态过滤去除空气中的物理性污染物质，并使化学性污染物质和生物性污染物质通过消杀液瞬间“模块内”矿化分解，从而有效改善室内空气质量；同时通过在复合滤芯中增设料仓，配合扰动排序机构控制颗粒消杀药物按需加入配液箱中，从而可完成消杀液自动配制。使得模块兼具加湿、空气净化、空气消毒功能，整体改善室内空气质量。并且模块在使用时可直接安装在中央空调或新风系统的风道中即可使用，无需改动室内固有的风道结构，即可与中央空调或新风系统配合使用。
附图说明
15.图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意简图。
16.图2为用于说明本发明一个实施例的结构示意图。
17.图3为用于说明本发明一个实施例的配液装置结构示意图。
18.图4为用于说明本发明另一个实施例的配液装置结构示意图。
19.图5为用于说明本发明第一种卧式气液旋流塔的结构示意图。
20.图6为用于说明本发明第一种卧式气液旋流塔的结构示意图。
21.图7为用于说明本发明一个实施例中电路模块图。
22.图中，1为外壳体、11为进风口、12为出风口、2为卧式气液旋流塔、21为储液槽、22为布液盘、23为转动轴、24为纤维滤芯、3为风扇、4为进水管、5为出水管、6为配液箱、7为颗粒物、8为复合滤芯、81为料仓、82为出料口、83为出料通道、911为下料齿盘、912为分料孔、913为第一齿条、914为第二齿条、915为动力齿轮、916为复位弹簧、917为拨杆、921为分料机构、922为分料槽、923为密封块、924为驱动板、10为加水管道。
具体实施方式
23.本发明的主要目的是致力于改善室内空气质量，而室内空气质量的好坏，将直接影响到人们的健康和生活品质，因此发明人一直在寻找一种方法，让人们呼吸到雨过天晴一样的清新空气。发明人经过研究发现在明亮的光线下可以看见空气中漂浮着很多尘埃、毛发、纤维与皮屑，而细菌和病毒这些微生物，因为不能单独生存，就会附着在这些空气的污染物上，随气流而散播。
24.基于上述的实际的技术问题，本发明的发明人创新提出：固态过滤、矿化反应消杀的净化理论。并且发明人经过长期研究发现，空气中的污染物质有数千种之多，通过hepa过滤的方式能够将空气中99.95%以上的固态污染物质过滤掉，从而达到净化空气中的物理性污染物质。
25.这是因为空气中除了上述的物理性污染物外，还存在化学、生物类的污染物质，尤其是近年来呼吸道传染疾病的肆虐，据不完全统计，室内空气污染程度常常比室外空气污染严重 2～3 倍，在某些污染严重的情况下，甚至可达100多倍，而化学、生物类的污染物质无法通过过滤的方式去除。因而发明人对空气净化器的功能与结构进行了全新设计，以更好的应对室内空气中存在的化学类污染物质、生物类污染物质进行全效净化。
26.上述化学类污染物质主要包含苯、甲苯、甲醛、氨、一氧化碳、氢化物、硫化物、尼古丁、宠物异味等。物理类污染物质主要包含粉尘、花粉、皮屑、毛发、纤维等，pm10以下可吸入的微尘，对人体健康影响特别大。生物性污染物质主要包含细菌、病毒、霉菌、真菌等，如：黄金色葡萄球杆菌、大肠杆菌、h1n1、希氏杆菌、须毛癣菌、尘螨等。
27.本发明所提供的全效空气净化模块，采用hepa高效空气过滤器，将空气中漂浮的尘埃、纤维、毛发、皮屑等，以及附着在其上的病毒和细菌过滤干净，然后让气流穿过卧式气液旋流塔，与消杀液进行气液接触，使化学性污染物质和生物性污染物质通过消杀液瞬间“模块内”矿化、灭活。
28.本发明创新的在净化模块中加入可自动通过固态消杀药物溶解活化配制空气消杀液的结构，配合循环水流气液接触与hepa过滤的方式，实现全效的空气净化。
29.通过采用预活化的srr自由基颗粒作为消杀药物，预活化的srr（过硫酸氢钾复合盐）自由基颗粒遇水激活溶解，产生大量硫酸根、碳酸根、氯离子等无机自由基，并在水中保持化学平衡状态(可维持3-5天)。空气中的甲醛、甲苯、硫化物、tvoc等化学性污染物质，在卧式气液旋流塔中与水膜中的自由基簇群瞬间(10的负5次方到负8次方秒)进行矿化反应，通过矿化形成二氧化碳、水和无机物。二氧化碳作为原料，继续与自由基簇群进行反应，形成链式循环反应，实现碳封存、碳利用的自然、清洁、环保、安全的空气全效净化，并形成化学平衡。前述的自由基簇群离子，具有e0=2.51-3.0v的电价位具有极强活性。能瞬间破坏细菌、病毒、霉菌、真菌的细胞膜，抑制细胞分解，达到瞬间灭活的作用，实现对空气中的生物性污染物的治理。
30.由于自由基簇群的反应时长极短(10的负5次方到负8次方秒) 在模块内部的卧式气液旋流塔就完全反应，一般不会释放到模块的外部。也不会带来其他次生污染，完全实现人机共存的自然、清洁、环保、安全的空气全效净化。
31.下面结合附图对本发明作进一步阐述。
32.参考图1与图2所示，本发明的一个实施例是一种用于风道的全效空气净化模块，
该模块可直接安装在中央空调、新风系统的风道中使用，因此为便于安装，可将其外壳体1设计为外部轮廓规则的立方体，例如正方体或长方体。并且外部轮廓规则的立方体还可便于在前述中央空调、新风系统的风道内进行阵列式安装。更为重要的是，前述外壳体1具有进风口11与出风口12，进风口11与出风口12之间安装有卧式气液旋流塔2与风扇3，风扇3置于进风口11与出风口12之间的风道上，当风扇3转动时，可将外部的空气由进风口11吸入并经风道由出风口12排出，基于前述形成的风道结构，将上前述的卧式气液旋流塔2安装在风扇3的出风端与出风口12之间的风道上；并使卧式气液旋流塔2与进水管4相连通，该进水管4接入与配液箱6相连通的水泵模块9；从而在水泵模块9的作用下，可将配液箱6中的消杀液抽入卧式气液旋流塔2，使其与流经前述风道的空气进行气液接触。前述配液箱6可安装在外壳体的底部，进行活动安装，以便于能将其取出清洗，与进水管4以及下面的出水管5相联动的部分可采用密封嘴结构，方便配液箱6放入外壳体时与进水管4、出水管5插接连通。
33.同时还需在进风口11与出风口12之间安装一个复合滤芯8，该复合滤芯8置于风扇3的进风端与进风口11之间的风道上；正如图2所示出的，为方便配制上述的消杀液，发明人对上述复合滤芯8的结构了进行全新设计，不同于市面上空气净化器中滤芯的结构，上述复合滤芯8内部为空心结构，其内部设置了一个料仓81，该料仓81的下部设有出料口82，并使出料口82通过出料通道83与配液箱6相连通。将上述颗粒状的预活化srr自由基簇作为颗粒消杀药物封装在hepa滤芯中。复合滤芯8作为空气净化器产品的耗材使用，在使用一段时间后消杀药物用尽即进行更换。
34.上述复合滤芯8的出料口82上安装有扰动排序机构，该扰动排序机构用于将料仓81中的颗粒消杀药物进行排序后按需加入配液箱6内。同时为了方便颗粒消杀药物掉落至配液箱6，使之溶解在水中而完成配液，可将出料通道83如图所示的设置为纵向。
35.优选的是，为方便精确控制料仓内颗粒消杀药物的加入量，本发明提供了两种扰动排序机构的结构，第一种为如图3所示，上述扰动排序机构的结构可设计为一根横向的分料机构921，该分料机构921上设置多个分料槽922，该分料槽922与上述的颗粒消杀药物的大小相吻合，并且分料机构54在使用时需与驱动电机动力连接，由驱动电机带动分料机构921转动，同时分料机构921的下部还需设计一个密封块923，将该密封块923置于出料通道83内，并且出料通道83的一侧还设有一个驱动板924，该驱动板924的一端与密封块923的一端相抵触，驱动板924的另一端通过传动装置与前述的驱动电机动力连接，从而在驱动电机与传动装置的作用下可使驱动板924向一侧推动密封块923，通过密封块923的位移即可控制出料通道83的开闭，当出料通道83打开时，排序后的颗粒消杀药物通过出料通道83掉落至配液箱6。进一步的，为方便颗粒消杀药物掉落后密封块923能及时复位，还可增设一个复位弹簧916，并使密封块923的另一端与复位弹簧916相抵触，驱动电机通过传动装置带动驱动板924复位后，由复位弹簧916带动密封块923复位。
36.另一方面，为便于料仓81内的颗粒消杀药物能集中在出料口82处，还可在料仓81的底部设计倾斜面，并使该倾斜面朝出料口82所在的位置倾斜，从而便于颗粒消杀药物能依次进入上述分料机构921的分料槽922中完成排序。同时为便于中央处理器检测单次加入至配液箱6的颗粒消杀药物，可再在外壳体的内部安装一个光线传感器，该光线传感器的安装位置与前述的复合滤芯8相对应，并且该光线传感器的采集端置于出料通道83的内部，当有颗粒消杀药物进入配液箱6时，光线传感器即可采集到一个信号，并传输至中央处理器，
表示已向配液箱6中加入了一颗颗粒消杀药物，从而可精确的控制在配液箱6内配制消杀药液的浓度，而当执行配制操作却无颗粒消杀药物经过出料通道83时，则说明料仓81内的颗粒消杀药物已用尽，可提醒用户更换复合滤芯。
37.基于上述所提到的，复合滤芯8的出料口82可采用橡胶进行密封，以避免上机使用前，料仓81内部封装的颗粒消杀药物受潮边变质。并且在空气净化装置使用过程中，复合滤芯8的使用寿命由三个因素确定，分别为复合滤芯9开封后上机使用时间、hepa过滤微尘总量、颗粒消杀药物用量，前述的三个因素以先到者为准。
38.基于上述的结构，本实施例中的空气净化器执行消杀药液配制的过程为：常态下密封块923将出料通道83封闭，当需要配制消杀液时，颗粒消杀药物通过料仓81底部集中到出料口82，在分料机构921转动的作用下，颗粒消杀药物陆续进入分料槽922中，通过控制驱动电机的步进转动即可控制单颗颗粒消杀药物陆续的进入出料通道83，每转动一个距离，一颗颗粒消杀药物就进入出料通道83；此时通过驱动电机同时通过传动装置带动驱动板924将密封块923抵触到一侧，使出料通道83打开，前述进入到出料通道83的颗粒消杀药物就沿着出料通道83掉落至配液箱6中，颗粒消杀药物溶解在配液箱6中的水中完成活化消杀液配制，然后驱动电机通过传动装置带动驱动板924复位，复位弹簧916带动密封块923复位，出料通道83关闭，完成一次配液。在实际使用中可根据配液箱6内水量的多少，用户操控偏好、传感器感知环境空气治理、以及净化治理状态等因素，进行智能加权构建得到所需的配液浓度，从而控制进入配液箱6内溶解活化的颗粒消杀药物的数量，原理与前述相同，此处不再赘述。通过精确的控制储水箱7内配制消杀液的浓度，满足室内空气消杀的不同需求。
39.上述第二种扰动排序机构的结构如图4所示，其包括一个下料齿盘911，下料齿盘911的上部同轴安装有拨杆917，下料齿盘911上设有分料孔912，并且下料齿盘911还与第一齿条913相啮合，再将第一齿条913与第二齿条914动力连接，第二齿条914用于与动力齿轮915相啮合，前述分料孔912的大小与颗粒药物的体积相吻合，颗粒药物最好设计为球形。在使用时，前述的动力齿轮915与驱动电机的输出轴动力连接，常态下分料孔912与出料口82相互错开，此时出料口82通过下料齿盘911下部的垫板保持密封，分料孔912与出料通道相连通。驱动电机通过动力齿轮915带动第二齿条914运动，从而带动第一齿条913运动，进而第一齿条913带动下料齿盘911转动，拨杆917置于料仓的内部，也随着下料齿盘911一同转动，从而当下料齿盘911转动使其上部的分料孔912与出料口82相连通后，由拨杆917将料仓81中的一颗颗粒药物拨入分料孔912，在第一齿条913、第二齿条914带动下料齿盘911复位后，分料孔912再次与出料通道相连通，其中的颗粒药物即通过出料通道83排出进入配液箱6中溶解活化，此时出料口82再次通过下料齿盘911下部的垫板保持密封。
40.进一步的，为便于第一齿条913与第二齿条914连接，可通过磁铁吸合的方式使第一齿条913与第二齿条914动力连接。进一步的，为便于上述第一齿条913与第二齿条914复位，还可在上述的扰动排序机构中增设一个复位弹簧916，将上述第一齿条913的另一端与复位弹簧916相抵触，进而在驱动电机停止后，可由通过复位弹簧916的弹力使第一齿条913、第二齿条914以及下料齿盘911完成复位，使第一齿条913、第二齿条914以及下料齿盘911均处于初始状态，出料口82通过下料齿盘911下部的垫板保持密封，分料孔912与出料通道相连通。
41.另一方面，为使卧式气液旋流塔2的液位始终保持恒定，还可在上述结构的基础上，将卧式气液旋流塔2通过出水管5与配液箱6相连通，配液箱6用于通过加水管道10与外部连续水源相连通，进而方便通过外部连续水源向配液箱6内供水，亦可通过加水管道上的电磁阀控制加水量。并且通过在卧式气液旋流塔2与配液箱6之间设计进水管4与出水管5，使得卧式气液旋流塔2与配液箱6之间可形成一个循环水路。并且可将上述的水泵模块9直接安装在配液箱6内部，该水泵模块9可采用潜水泵，前述水泵模块9的出水口与前述进水管4相连通，进而在水泵模块9的作用下，可将配液箱6内的水通过进水管4连续的抽取至卧式气液旋流塔2中，与此同时，卧式气液旋流塔2内的水通过出水管5排出至配液箱6中，从而使卧式气液旋流塔2水槽中的水变为活水。
42.并且上述循环的过程中，水泵模块9在单位时间内通过进水管4抽入卧式气液旋流塔2内的水量a，大于或等于卧式气液旋流塔2通过出水管5排入配液箱6的水量b。即在前述的逻辑关系中，最佳的状态应为卧式气液旋流塔2在进行气液接触的过程中蒸发消耗的水量c等于a-b，且c的值大于0，这样卧式气液旋流塔2内的液位就可长期保持恒定。当a与b之间的差值大于c时，此时卧式气液旋流塔2的液位上升，达到最高液位时，由溢流通道回流入配液箱6，或者水泵模块9停止运行，使卧式气液旋流塔2中的水通过出水管5回流至配液箱6后重新启动。当a等于b时，而c又不为0，随着运行时间延长，卧式气液旋流塔2的液位降低，当液位到达最低液位时，水泵模块9增大抽水量，使a大于b，进而使储液槽的液位上升。
43.上述优选的是，卧式气液旋流塔2的水槽腔外部设置一个夹层，水槽腔的上部最高水位处设有一个溢流口，该溢流口与前述的夹层相连通，然后增加一根出水管5与夹层相连通，即上述的溢流通道，当上述的a》b，且a-b》c时，卧式气液旋流塔2内的水通过溢流口流入夹层内，由夹层内的出水管5流入配液箱6，进而防止卧式气液旋流塔2内的水位过高而导致水从卧式气液旋流塔2中溢出。
44.同时，本发明还提供了两种上述卧式气液旋流塔2的结构，第一种如图5所示，其包括一个储液槽21与多个布液盘22，布液盘22采用高分子材料制作而成，且其上部具有多个凹坑或凸起，以便于水在布液盘22的表面上附着，将多个布液盘22均套装在转动轴23上，且相邻的两个布液盘22之间保持间隙，转动轴23安装在储液槽21内的支座上，且转动轴23的一端与第速电机动力连接，布液盘22的下部用于在使用时没入储液槽21的液面以下，进而当减速电机带动转动轴23转动时，多个布液盘22跟随着转动轴23同步转动，从而将储液槽21中的液体连续带出液面以上并附着在布液盘22上形成液膜，以便于与流动空气进行气液接触。前述布液盘22上的凹坑、凸起以及下孔均能实现相同的功能目的。目前的实际应用是每片布液盘有2460个小孔，每个卧式气液旋流塔共计46片布液盘。
45.第二种卧式气液旋流塔2的结构如图6所示，其包括纤维滤芯24与储液槽21，纤维滤芯24放置在储液槽21中，通过将纤维滤芯24的下部没入储液槽21的液面以下，从而可将储液槽21内的消杀液吸附并均布于其液面以上；进而便于与气流接触从而实现空气瞬间矿化灭活。前述纤维滤芯24可采用纤维层折叠而成，且其下部的折叠密度大于其上部的折叠密度，以便于纤维滤芯24能吸取储液槽21中的水。并且通过设计纤维滤芯24上下大小不同的变径结构，从而在外壳体内部“让”出风道，使模块的内部结构更紧凑与合理。
46.参考图7所述，在本发明中，为便于控制上述各个动力元件，例如风扇3、驱动电机、减速电机等，还可使用一个中央处理器，将该中央处理器接入电源模块，将前述风扇3的电
机、减速电机以及下料的驱动电机均接入中央处理器，并且中央处理器还可接入的温湿度传感器与颗粒物传感器（例如pm2.5/pm10）以及上述的光线传感器，由温湿度传感器与颗粒物传感器采集当前环境中的温湿度以及颗粒物浓度，并将采集值传输至中央处理器，由中央处理器预先根据内置的阈值判断，以控制前述风扇电机与减速电机的启停、转速及正反转，从而形成闭环控制系统。基于前述的思路传感器还可增设甲醛值hcho、tvoc、二氧化碳等物质的传感器，使用方式与前述相同。由于此类控制模式在本领域中已成熟应用，故不再对前述闭环控制系统的原理进行详述。在多个本发明所述的空气净化模块联动使用时，还可使用一个中央处理器同时控制多个空气净化模块中的动力元件。
47.参考图1至7所示，本发明上述优选的一个实施例在实际使用中，当上述的消杀药液配制完成后，在中央处理器的作用下，控制风扇3转动产生负压，使气流由进风口11进入并由出风口12排出，在前述过程中，依次经过复合滤芯8与卧式气液旋流塔2，完成固态过滤与气液接触的消杀，在前述的过程中减速电机带动卧式气液旋流2的多个布液盘22在储液槽21中转动，使得前述气流流经风道的过程中始终保持布液盘22上有水膜附着，保证矿化反应的连续性；同时由各个传感器采集空气中的数值传输至中央处理器中作为判断依据。
48.上述功能在运行过程中均可通过中央处理器统一控制，亦可专门设计适于本发明空气净化模块的软件控制逻辑，此处不再详述。
49.另一方面，由于本发明提供的空气净化模块是安装在中央空调、新风系统的风道中使用的，因此需要使用连续水源定时、定量的向配液箱中加水，外部水源通过加水管道加水直接加入配液箱6中，并且加水管道上可安装电磁阀，为避免电子阀失效而漏水，此处的电磁阀可采用冗余设计，通过控制电磁阀通断，使外部连续水源的水可流入配液箱6中，无需人工加水。在模块使用过程中，无需人工参与，仅定期更换上述复合滤芯8以及定期清洗配液箱6即可。
50.除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本技术概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
51.尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本技术公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本技术公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。