一种分体式杀菌消毒装置

技术领域

本发明属于杀菌消毒设备技术领域，主要涉及深紫外LED及臭氧进行杀菌消毒技术，具体说是一种分体式杀菌消毒装置。

背景技术

臭氧杀菌消毒技术：臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。臭氧灭菌有以下3种形式：

1、臭氧能氧化分解细菌内部降解葡萄糖所需的酶，致使TCA循环无法进行，从而导致细胞生命活动所需的ATP无法供应，使细菌灭活死亡；

2、直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡；

3、透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。

臭氧对细菌病毒的灭活反应非常迅速。它的高氧化还原电位决定了它在氧化、脱色、除味方面的广泛应用。有人研究指出，臭氧溶解于水，几乎能够杀灭水中一切对人体有害的物质，比如铁，锰，铬，硫酸盐，苯，酚，氧化物等，还可以分解有机物及灭藻等。臭氧消毒杀菌与常规的灭菌方法相比有以下优点：

1、高效性。臭氧消毒灭菌是以空气为媒质，不需要其他任何辅助材料和添加剂。所以包容性好，灭菌彻底，同时还有很强的除霉，除腥臭味的功能；

2、高洁净性。臭氧快速分解为氧的特性，是臭氧作为消毒灭菌的独特优点。臭氧是利用空气中的氧产生的，无需添加耗材。消毒过程中，多余的氧在30分钟后又结合成氧分子，不存在任何残留物，解决了消毒剂方法产生二次污染的问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁；

3、方便性。臭氧灭菌器一般安装在洁净室或者空气净化系统中或者灭菌室内，如臭氧灭菌柜，传递窗等。根据调试验证的灭菌浓度和时间，设置灭菌器的按时间开启及运行时间，操作使用方便；

4、经济性。通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用和运行比较，臭氧消毒方法与其它方法相比具有很大的经济效益和社会效益。在当今工业快速发展中，环保问题特别重要，而臭氧消毒却避免了其它消毒方法产生的二次污染。

紫外线杀菌消毒技术：紫外线（Ultraviolet，或简称UV）是波长比可见光短，但比X射线长的电磁辐射。紫外线波长范围在10纳米（nm）至400纳米（nm），能量从3电子伏特（eV）至124电子伏特（eV）之间。它的名称是因为在光谱中电磁波频率比肉眼可见的紫色还要高而得名，又俗称紫外光。

根据波长不同，紫外线分为紫外线A，紫外线B，紫外线C等。其中紫外线C，简称UVC，亦称深紫外线，通常是指波长在100纳米到280纳米的紫外线光波，其能量位于12.4eV到4.43eV之间。经科学家研究发现，深紫外线对细菌病毒等微生物具有极强的杀灭作用。

紫外线杀菌属于物理杀菌，具有广谱性的优点。当施加合适的剂量时，能杀死一切微生物，包括细菌类、病毒类、水藻类、孢子类等各种微生物，杀灭效果非常显著。

传统紫外光源均为气体放电灯，主要分3种：汞/金属卤化物灯、氙气灯和氘灯。用于杀菌消毒的主要是低压汞灯。低压汞灯内充满了汞蒸汽，通过引燃灯管内汞蒸汽进行弧光放电，汞离子受激产生紫外线。

目前在杀菌消毒应用中，逐步推广采用UVC LED产生深紫外线。UVC LED是采用半导体生产工艺制造的。UVC LED杀菌具有突出的优点：

1、辐照强度高，单位面积的光强比汞灯高出1000倍以上。可在短时间内有效杀灭辐照范围内的微生物；

2、使用时无毒，无残留，无异味。断电后紫外光线即消失，对环境完全无影响；谱线集中，无杂波，不产生臭氧；

3、UVC LED不含汞等有毒元素，符合国际水俣公约，安全环保；

4、工作电压低，安全性好；体积小，控制电路简单可靠，使用方便；

5、工作寿命长，普遍可达10000-20000小时，可靠性高。

由于UVC LED在杀菌消毒方面的突出优点，已经有很多基于此技术的产品和设计。

中国专利（申请号：201921124159）中阐述了一种采用紫外线进行消毒的箱包设计方案。此实用新型披露的箱包设计方案中，其特征在于：所述箱盖内设有紫外线消毒灯，可对箱体内物品进行消毒处理；箱盖外部开设有供紫外线消毒灯插头接入的电源接口；箱盖内还设有用于照明的LED灯带，方便夜间照明取物。此方案针对旅行中杀菌消毒的需求而设计。方案中采用低压汞灯发射紫外线进行消毒。低压汞灯体积大，安装在箱包内不方便；需要专用电路进行电压转换驱动，工作电压高，在箱包内使用不安全；汞灯内部有汞蒸汽，箱包在使用过程中难免颠簸，汞灯一旦破损，则不但无法继续消毒，汞还将污染箱体内部的物品。

中国专利（申请号：201820224352）中阐述了一种便携式杯碗LED深紫外杀菌器的设计方案。此实用新型披露的方案是一种便携式杯碗LED深紫外杀菌器。杀菌器包括锅体和盖体，锅体其内部设有锅底反光衬板，盖体的底部设有顶反光衬板。杀菌器的把手上设有单片机控制板。盖体内有可充电电源，充电后可对深紫外LED供电以杀菌消毒。此方案中，控制电路板和可充电电源均集成在锅体中，必然造成锅体笨重，提高了成本；另外，需要消毒的杯碗要放入锅体中，很难布置，空间利用率低，消毒效率不高；仅仅为了消毒而携带一副锅体也很不方便。

中国专利（申请号：201910473861）中阐述了一种具有LED深紫外光线同时加温和杀菌功能的箱包。该技术方案中，在箱包内部的各个位置安装多个UVC+UVA灯板，箱包内部有主控板，灯板和主控板通过USB接口供电。主控板可控制不同位置的UVC+UVA灯板启动进行消毒杀菌。采用USB电源接头，可在家里、外出、车里等多个场景中使用，比较方便。实际应用中，箱包形状固定，容量有限，即便可以控制不同位置的灯板进行杀菌消毒，需要消毒的物品也很难摆放，影响了实际的消毒效果。采用USB供电虽然可以在比较多的场景使用，但是箱包体积较大，不方便携带。

中国专利（申请号：202010427136）公开了一种环保型深紫外杀菌智能配送箱的方案。该发明包括外套、箱盖、箱体、反射膜、磁控感应开关、温湿度传感器、深紫外LED杀菌模块、碳纤维发热模块以及主控装置；主控装置由配送电动车蓄电池供电，内部包括主控器、无线通信模块和功率变换模块，通过监测磁控感应开关、温湿度传感器的状态来分别控制深紫外LED杀菌模块、碳纤维发热模块的工作模式，并将箱体内部状态信息发送到云端管理系统和手机移动端。该发明能够对外卖食品包装外表面杀菌并对箱体内部保温，并且实时监控配送箱箱体内部状态。

该发明针对物流配送电动车的需求，可以对配送箱进行消毒和保温，具有一定的使用价值。配送电动车要完成的是“最后一公里”的配送，一般从取件到送达时间都很短，食品在配送过程中不可能变质；如果有保温效果较好的内衬，那么即便是在冬天，食品也不会冷却。该发明虽然可以对食品进行消毒、保温，并将箱体内部信息发送到云端管理系统和手机移动端，但是成本高昂，只能面向高端需求。

中国专利（申请号：201410056458）公开了一种用于静态液体杀菌的紫外LED杀菌器方案。该技术方案需要在容器壁上加工出一个安装孔，杀菌器安装在安装孔内，紫外LED通过透明压片向容器壁内的水体发射紫外线进行杀菌消毒。该发明固定在容器壁上，仅适应于对静态液体杀菌消毒，应用场景比较狭窄。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的上述问题，提供一种分体式杀菌消毒装置，杀菌消毒效果好，可以避免二次污染，使用安全，操作方便，其结构简单、紧凑，便于携带。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种分体式杀菌消毒装置，包括：

盖体，所述盖体上设置杀菌消毒部件，用于封闭容器的端口，并对容器内的物品进行杀菌消毒；

容器，其端口与所述盖体可拆卸方式结合，用于容纳被杀菌消毒物品；

其特征在于，所述盖体上设置传感器及第一驱动线接口；还包括：

控制器，所述控制器上设置控制按键、显示屏及第二驱动线接口，用于控制杀菌消毒部件、接收及发送信号；

驱动线，所述驱动线两端分别与所述第一驱动线接口和第二驱动线接口连接，用于输送电源并传送信号。

对上述技术方案的一种改进：所述杀菌消毒部件包括深紫外LED，所述传感器包括人体感应器。

对上述技术方案的另一种改进：所述杀菌消毒部件包括臭氧发生器，所述传感器包括臭氧浓度传感器。

对上述技术方案的进一步改进：所述驱动线为多芯线，包括为杀菌消毒部件的电源线和为传感器传输信号的信号线。

对上述技术方案容器的一种改进：所述的容器为罐体，所述罐体内壁设置镀膜层，所述罐体的端口外壁上设置外螺纹，所述盖体上设置内螺纹，所述盖体通过螺纹与所述罐体密封扣合。

对上述技术方案容器的另一种改进：所述的容器为帐篷式结构，所述帐篷式结构包括支撑架和防护反光罩及顶部端口，所述顶部端口设置在所述支撑架的上端，所述防护反光罩覆盖在所述支撑架上，所述盖体上设置内部螺纹，所述顶部端口外侧壁上设置外部螺纹，所述盖体通过螺纹与所述顶部端口旋紧扣合。

对上述技术方案的进一步改进：所述防护反光罩上设开缝，所述开缝上设置拉链或尼龙搭扣。

对上述技术方案的进一步改进：所述传感器还包括距离传感器。

本发明的优点和积极效果是：

本发明主要由控制器、驱动线、盖体三部分组成。

1、本发明中，控制器、驱动线、盖体采用了兼容性的接口设计，这三部分都可以被符合接口规范的部件替换。例如，一个控制器，可以驱动多种盖体；一个盖体，可以用不同的控制器驱动；不同规格的驱动线之间可以直接互换。不但使用灵活，而且可降低成本；

2、盖体可根据需求安装深紫外LED或者臭氧发生器，提供不同的杀菌性能；

3、具有完备的安全措施：（1）盖体上的人体传感器，可以有效检测紫外线照射区域内的人体，系统可及时切断电源，确保使用安全；（2）盖体中的臭氧浓度传感器，可检测臭氧浓度，系统将根据此信号发出声光报警，提示用户；

4、系统中不含汞等有毒有害金属，符合国际水俣公约，环保安全；

5、杀菌部分采用深紫外LED或者臭氧片，体积较小；各系统各组成部分可以方便地拆解和组装，使用方便；

6、杀菌后密封性良好，避免了二次污染。如需再次杀菌，只要插入插头再次启动即可，简便易行；

7、其结构简单、紧凑，便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种分体式杀菌消毒装置的系统结构示意图；

图2是本发明安装有深紫外LED的盖体仰视图；

图3是本发明安装有臭氧发生器的盖体仰视图；

图4是本发明一种帐篷式结构杀菌消毒器示意图；

图5是本发明一种覆盖有防护反光罩的帐篷式结构杀菌消毒器结构示意图；

图6是本发明一种分体式杀菌消毒装置中的控制器功能框架示意图。

图中标号为：1-盖体、2-驱动线、3-控制器、4-罐体、5-镀膜、6-外螺纹、7-杀菌消毒部件、8-第一驱动线接口、9-内螺纹、10-第二驱动线接口、11-显示屏、12-控制按键、13-深紫外LED、14-距离传感器、15-人体感应器、16-臭氧浓度传感器、17-臭氧发生器、18-顶部端口、19-支撑架、20-拉链、21-防护反光罩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”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一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明：

本发明一种分体式杀菌消毒装置的实施例1：

如图1所示，本装置由盖体1、驱动线2、控制器3以及罐体4组成。

盖体1上安装有杀菌消毒部件7及第一驱动线接口8，盖体1内部有内螺纹9。

如图2所示，杀菌消毒部件7上包括一个或者多个深紫外LED 13，其上还设置距离传感器14和人体感应器15。

控制器3上有显示屏11及控制按键12，其端部有第二驱动线接口10。第二驱动线接口10和第一驱动线接口8结构相同。

驱动线2一端可插入第二驱动线接口10，另一端可插入第一驱动线接口8，用于连接控制器3和盖体1。驱动线为多芯线，分为两部分，一部分为驱动深紫外LED 13的电源，另外一部分为传感器信号线路。

如图1所示，需要杀菌消毒的物品可放入罐体4中。罐体4内壁涂敷有可反射紫外光的镀膜5，一般为铝质材料。罐体4的端口外壁有外螺纹6，通过盖体1的内螺纹9与罐体4的端口外螺纹6密封扣合。罐体4与盖体1的结合方式还可以是：盖体1上或者罐体4端口处安装有密封胶圈，盖体1和罐体4以钢丝扣或者搭扣方式密封压紧。

使用时，将需要杀菌消毒的物品放入罐体4中。盖体1旋转拧紧安装在罐体4的端口上。将驱动线2连接盖体1和控制器3，控制器3启动，一个或者多个深紫外LED 13点亮，发出深紫外线，照射需杀菌消毒的物品，进行消毒。深紫外线照射到在罐体4内部，可通过镀膜5在罐体内多次反射，提高杀菌效果。

杀菌时，盖体1上的距离传感器14检测深紫外LED 13到需杀菌物品的距离，此信号通过驱动线2传输到控制器3的控制板，控制程序根据此信号调节输出电流，从而控制深紫外LED的光强，在满足杀菌效果的同时节约电能。

深紫外线肉眼不可见，人体长时间暴露在深紫外线照射下会造成灼伤。为了更加安全地使用本装置，在盖体1上安装有人体感应器15。人体感应器15可检测深紫外线照射范围内是否有人体存在。此检测信号通过驱动线2传输到控制器3的控制板。如果检测到有人体存在，则立即切断输出电流，同时控制板发出声光报警，提醒使用者注意。

如图3所示，盖体1上的杀菌消毒部件采用的是臭氧发生器17，其安装和使用方法与图2所示的基于深紫外LED的盖体1基本一致。臭氧发生器17通电后可产生臭氧，臭氧具有强氧化性，可迅速杀细菌和病毒。为了确保杀菌效果和使用安全，盖体1上安装了臭氧浓度传感器16。进行消毒时，臭氧发生器17通电后可产生臭氧，当臭氧浓度传感器16检测到消毒空间内的臭氧浓度达到杀菌范围时，停止供电。此时消毒空间内的臭氧除了继续杀菌消毒外，也在不断分解为氧气。当臭氧浓度传感器16检测到消毒空间内的臭氧浓度达到安全范围后，可通过控制器3上的显示屏11信息，告知用户消毒结束，可安全取出需杀菌消毒的物品。

图3所示的盖体1上具有同样的第一驱动线接口，因此，可以方便地采用相同的驱动线2和控制器3。同时，基于臭氧浓度传感器16的盖体1的外延内部有相同的内螺纹9，因此，可以方便地与基于深紫外LED13的盖体1进行互换。

控制器3的电路结构如图6所示，控制器3包括CPU模块，第二驱动线接口10由两部分组成：传感器信号部分和深紫外LED或臭氧发生器电源部分。传感器信号经过信号处理电路，输入CPU模块。CPU模块中运行的程序根据输入的传感器信号，控制电源板的输出，从而控制深紫外LED或者臭氧发生器的工作状态。CPU模块还可以接收控制按键12的输入，通过LED显示器11显示程序状态和参数。

本发明一种分体式杀菌消毒装置的实施例2：

为了更加方便携带和使用，图4所示的一种分体式杀菌消毒装置中的容器为一种帐篷式结构。图4中，顶部端口18由数根支撑架19支撑起来，形成内部的杀菌空间，盖体1安装于顶部端口18上。如图5所示，使用时，为了加强杀菌效果，在外部罩有织物制成的防护反光罩21。防护反光罩21类似一个椎体，由侧面和底面组成，均为内部有反射紫外线的薄膜的织物。为了方便拆装和放入/取出需杀菌消毒物品，防护反光罩21侧面和底边开缝处均缝制有拉链20（或尼龙搭扣）。

本实施例的盖体1与实施例1中的端盖1相同，故不再赘述。

使用时，将端盖1旋紧安装在罐体4的端口或帐篷式结构上的顶部端口18上后，密封良好。可防止杀菌消毒后的二次污染。如需再次杀菌，只需要插入插头，再次启动即可。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。