多功能消毒机

技术领域

本发明涉及用臭氧气消毒和用臭氧水消毒的多功能消毒机。

背景技术，现有的空气消毒机主要是室内消毒，例如床单位消毒机，是对医院床单位消毒，不适应在野外环境消毒。现有的室内空气消毒机，也不实用于车辆的消毒，不适应野外的疫源地隔离亭、尸体存放地等多种环境下消毒。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种多功能能消毒机。其中，第一种机型,适合在各种气候及地形条件下，以及人迹罕见的偏远地区和战场环境下正常使用，针对房屋、帐篷、睡袋、隧道、猫耳洞、临时避难场所小型空间用于空气、物表和水的消毒机。第二种机型适合在小型客车、救护车、装甲车、疫苗车、负压隔离车、空运救护仓、疫源地隔离亭、尸体存放地等多种环境下正常使用的能制造纯净的高浓度臭氧用于空气、物表和水的消毒机。

多功能消毒机，有电源部分和机箱，其特征是，机箱内有水电解臭氧水发生器和空气源臭氧气体发生器，电源部分包括：

交流市电连接整流器，整流器连接蓄电池，太阳能电池板的DC插头连接蓄电池；

蓄电池连接MCU控制器；蓄电池连接稳压模块，稳压模块连接MCU控制器；

MCU控制器分别连接触摸按键、彩色液晶显示屏；

MCU控制器分别连接机器内空气循环散热风机、机器外空气循环散热风机和第2散热风机；

MCU控制器连接恒流电源，恒流电源的输出接口连接水电解臭氧水发生器的电源输入接口；

空气源臭氧气体发生器包括：MCU控制器连接气泵(33)；MCU控制器连接高压电源，高压电源输出端连接空气源臭氧气体发生器电源输入接口。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述水电解臭氧水发生器包括：阳极罐(421)底部有水和气出口,该水和气出口通过第一水管(422)连接PEM水电解臭氧发生器(423)的阳极入口，PEM水电解臭氧发生器(423)的阳极出口通过第二水管(424)连接阳极罐(421)的水和气入口，阳极罐(421)顶部的臭氧气出口通过第一气管(425)连接臭氧水气混合罐(426)；阴极罐(427)底部水和气出口通过第三水管(428)连接PEM水电解臭氧发生器(423)的阴极入口，PEM水电解臭氧发生器(423)的阴极出口通过第四水管(430)连接阴极罐(427)底部的水和气入口，阴极罐(427)顶部有氢气出口(431)，阴极罐(427)底部有废水出口(432)。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述空气源臭氧气体发生器其气路部分为，空气干燥筒(31)出口连接气泵(33)的气体入口，气泵(33)的气体出口连接第一臭氧发生器(341)的气体入口；第一臭氧发生器(341)的臭氧气体出口通过气管连接第一气嘴或第一曝气头(351)；所述空气源臭氧气体发生器其电路部分为，所述高压电源连接第一臭氧发生器(341)的电源输入端。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述空气源臭氧气体发生器其气路部分为，气泵(33)的气体出口还连接第二臭氧发生器(342)的气体入口；第二臭氧发生器(342)臭氧气体出口通过气管连接第二气嘴或第二曝气头(352)；所述空气源臭氧气体发生器其电路部分为，所述高压电源还连接第二臭氧发生器(342)的电源输入端；

所述的多功能消毒机，其特征是，所述机箱包括上壳模组、下壳模组、后盖模组，上壳模组盖在下壳模组上，后盖模组盖在下壳模组后方，下壳模组中安装有蓄电池、稳压模块、整流器、高压电源、气泵、第一空气源臭氧气体发生器和第二空气源臭氧气体发生器；上壳模组上安装触摸按键和彩色液晶显示屏,下壳模组上设置有排臭氧水的接口、排臭氧气的接口和市电电源插座。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述机箱包括顶盖，箱体，其中箱体内有上方储藏室、中间储藏室，蓄电池和稳压模块称为电池模组置于下方储藏室内，箱体前面有前门板、箱体后面有后门板、后门板上部有第一出风口,后门板下部有第二出风口,箱体底部有第一进风口、第二进风口、防撞胶块、脚轮；

触摸按键、彩色液晶显示屏安装在顶盖上，顶盖上还有电源开关键、电位器调节旋钮，端盖，顶盖上有出气口，推车把手；顶盖边缘有第三进风口。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述MCU控制器选用型号为PIC16(L)F1782/3美国微芯公司的单片机，所述PEM水电解臭氧发生器的型号规格是800mg/h。

所述多功能消毒机，其特征是，有红外遥控器与MCU控制器实现通讯连接。

恒流电源的规格为3V至5V/12A,恒流,暂态电压纹波不超过50mV。

PEM水电解臭氧发生器(423)臭氧产量为800mg/h,臭氧浓度为18-20％wt/wt,即是250-280mg/L,

所述空气源臭氧气体发生器气路部分工作原理：空气干燥筒(31)将空气干燥，干燥空气进入气泵(33)，干燥空气再分别进入第一臭氧发生器(341)和第二臭氧发生器(342)，第一臭氧发生器(341)产生的臭氧气体进入第一气嘴或第一曝气头(351)，第二臭氧发生器(342)产生的臭氧气体进入第二气嘴或第二曝气头(352)；将气嘴对准将要消毒的房屋、帐篷、睡袋、隧道、猫耳洞、临时避难场所小型空间进行空气消毒或物表消毒。将曝气头放入水中进行水消毒。

采用一个5000mg/h或两个5000mg/h空气源臭氧气体发生器；

水电解臭氧水发生器工作原理为：先将自来水或纯净水放入阳极罐(421)，由于阳极罐(421)底部水和气出口、第一水管(422)、PEM水电解臭氧发生器(423)的阳极入口，PEM水电解臭氧发生器(423)的阳极出口、第二水管(424)连接阳极罐(421)的水和气入口，是一个循环连通系统；水进入PEM水电解臭氧发生器(423)，水被PEM水电解臭氧发生器(423)分解成臭氧气、氧气、氢气，分解产生的臭氧和氧气通过第二水管(424)进入阳极罐(421)，PEM水电解臭氧发生器(423)又能将氧气分解成为臭氧气，当PEM水电解臭氧发生器(423)工作到预先设定的时间后，阳极罐(421)臭氧气达到规定浓度后从第一气管425进入臭氧水气混合罐426；混合后成为臭氧水。分解的氢气进入阴极罐(427)保存，阴极罐(427)顶部有氢气出口(431)，阴极罐(427)底部有废水出口(432)；PEM水电解臭氧发生器(423)将氧气变成臭氧，产出的臭氧浓度高，这是本发明的特点。

附图说明

图1是本发明多功能消毒机电路原理图。

图2是图1中水电解发生器水路和气路图。

图3是图1中空气源臭氧气体发生器气路图。

图4是本发明中实施例1多功能消毒机箱体图。箱体是背负式多功能消毒机的箱体。

图5发明实施例2的箱体图。箱体是车载式多功能消毒机的箱体，表示的是其上盖和下部箱体分离状态图。

图6是本发明中的彩色液晶显示屏(22)中第一个人机界面示意图。

图7是本发明中的彩色液晶显示屏(22)中第二个人机界面示意图。

图2中标号如下：阳极罐(421)、第一水管(422)、PEM水电解臭氧发生器(423)、第二水管(424)、第一气管(425)、臭氧水气混合罐(426)、阴极罐(427)、第三水管(428)、第四水管(430)、氢气出口(431)，废水出口(432)；

图3中标号如下：空气干燥筒(31)，气泵(33)，第一臭氧发生器(341)，第二臭氧发生器(342)，第一气嘴或第一曝气头(351)，第二气嘴或第二曝气头(352)；

图4中标号如下：上壳模组(51)，下壳模组(52)，后盖模组(53)，触摸按键(21)，彩色液晶显示屏(22)；排臭氧水的接口(522)、排臭氧气的接口(523)和市电电源插座(524)。

图5中标号如下：顶盖(9)，箱体(10)，上方储藏室(11)，前门板(121),后门板(122)，中间储藏室(13)，电池模组(14)，第一出风口(151),第二出风口(152),第一进风口(161)，第二进风口(162)，防撞胶块(17)，脚轮(18)，电源开关键(92)，电位器调节旋钮(93)，端盖(94)，出气口(95)，第三进风口(971)，推车把手(99)。

具体实施方式

实施例1，多功能消毒机的第一种机型，称为背负式多功能消毒机，其机箱较小，方便携带。

参见图1、图2和图3，

多功能消毒机，有电源部分和机箱，其特征是，机箱内有水电解臭氧水发生器和空气源臭氧气体发生器，电源部分包括：

交流市电连接整流器，整流器连接蓄电池，太阳能电池板的DC插头连接蓄电池；

蓄电池连接MCU控制器；蓄电池连接稳压模块，稳压模块连接MCU控制器；

MCU控制器分别连接触摸按键、彩色液晶显示屏；

MCU控制器分别连接机器内空气循环散热风机、机器外空气循环散热风机和第2散热风机；

MCU控制器连接恒流电源，恒流电源的输出接口连接水电解臭氧水发生器的电源输入接口；

空气源臭氧气体发生器包括：MCU控制器连接气泵(33)；MCU控制器连接高压电源，高压电源输出端连接空气源臭氧气体发生器电源输入接口。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述水电解臭氧水发生器包括：阳极罐(421)底部有水和气出口,该水和气出口通过第一水管(422)连接PEM水电解臭氧发生器(423)的阳极入口，PEM水电解臭氧发生器(423)的阳极出口通过第二水管(424)连接阳极罐(421)的水和气入口，阳极罐(421)顶部的臭氧气出口通过第一气管(425)连接臭氧水气混合罐(426)；阴极罐(427)底部水和气出口通过第三水管(428)连接PEM水电解臭氧发生器(423)的阴极入口，PEM水电解臭氧发生器(423)的阴极出口通过第四水管(430)连接阴极罐(427)底部的水和气入口，阴极罐(427)顶部有氢气出口(431)，阴极罐(427)底部有废水出口(432)。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述空气源臭氧气体发生器其气路部分为，空气干燥筒(31)出口连接气泵(33)的气体入口，气泵(33)的气体出口连接第一臭氧发生器(341)的气体入口；第一臭氧发生器(341)的臭氧气体出口通过气管连接第一气嘴或第一曝气头(351)；所述空气源臭氧气体发生器其电路部分为，所述高压电源连接第一臭氧发生器(341)的电源输入端。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述空气源臭氧气体发生器其气路部分为，气泵(33)的气体出口还连接第二臭氧发生器(342)的气体入口；第二臭氧发生器(342)臭氧气体出口通过气管连接第二气嘴或第二曝气头(352)；所述空气源臭氧气体发生器其电路部分为，所述高压电源还连接第二臭氧发生器(342)的电源输入端；

见图4，所述的多功能消毒机，其特征是，所述机箱包括上壳模组(51)、下壳模组(52)、后盖模组(53)，上壳模组(51)盖在下壳模组(52)上，后盖模组(53)盖在下壳模组(52)后方，下壳模组(52)中安装有蓄电池、稳压模块、整流器、高压电源、气泵、第一空气源臭氧发生器和第二空气源臭氧发生器；上壳模组(51)上安装触摸按键(21)和彩色液晶显示屏(22),下壳模组(52)上设置有排臭氧水的接口(522)、排臭氧气的接口(523)和市电电源插座(524)。所述机箱为背负式机箱，方便像医疗救护包那样随手携带。上壳模组(51)方便打开，后盖模组(53)方便打开。用胶管连接臭氧气的接口(523)，即能够进行空气消毒、物表消毒；用水杯接住排臭氧水的接口(522)，即能够进行医疗消毒或医疗器械消毒。

所述的多功能消毒机，其特征是，所述MCU控制器选用型号为PIC16(L)F1782/3美国微芯公司的单片机，所述PEM水电解臭氧发生器的型号规格是800mg/h。

实施例2，多功能消毒机第二种机型机型，称为车载式多功能消毒机，机箱体积比实施例1的机箱较大。

见图5，所述多功能消毒机第二种机型，称为车载式多功能消毒机，其特征是，所述机箱包括顶盖(9)，箱体(10)，其中箱体(10)内有上方储藏室(11)、中间储藏室(13)，蓄电池和稳压模块称为电池模组(14)置于下方储藏室内，箱体前面有前门板(121)、箱体后面有后门板(122)、后门板(122)上部有第一出风口(151),后门板(122)下部有第二出风口(152),箱体(10)底部有第一进风口(161)、第二进风口(162)、防撞胶块(17)、脚轮(18)；触摸按键(21)、彩色液晶显示屏(22)安装在顶盖(9)上，顶盖(9)上还有电源开关键(92)、电位器调节旋钮(93)，端盖(94)，顶盖(9)上有出气口(95)，推车把手(99)；顶盖(9)边缘有第三进风口(971)。

触摸按键(21)、彩色液晶显示屏(22)安装在顶盖(9)上，顶盖(9)上还有电源开关键(92)、电位器调节旋钮(93)，端盖(94)，顶盖(9)上有出气口(95)，推车把手(99)；推车把手(99)和脚轮(18)能方便机箱的搬运。

顶盖(9)边缘有第三进风口(971)；方便机箱内散热。方便提供制造臭氧气体所需空气。

所述多功能消毒机，其特征是，有红外遥控器与MCU控制器实现通讯连接。

本发明的优点

1.PEM水电解臭氧发生器是电化学臭氧发生技术产品，其原理是以纯水为原料，使用质子交换模在低电压高电流密度下进行电解产生臭氧，不需要任何辅助材料和添加剂，产出的臭氧浓度高达20％为质量分数，产出的臭氧气体伴随物为氧和少量水蒸气，没有任何二次污染，是医疗级的臭氧。

而空气或氧气放电法等需要附加气源预处理装置。

2.实施例1的背负式多功能消毒机体积小，方便携带。

由于实施例1、实施例2内部所有结构相同，因此，工作原理相同，功能相同。

一、多功能消毒机的功能：

1)实施例1的背负式多功能消毒机的功能是空气消毒、物表消毒、水消毒。

空气消毒：针对房屋、帐篷、睡袋、隧道、猫耳洞、临时避难场所小型空间。采用5000mg/h臭氧发生器，制造出高浓度臭氧气体，使空间达到20mg/m3的臭氧气体进行扩散浸润无死角消毒。消毒1h，金黄色葡萄球菌杀灭率＞99.9％以上，白色葡萄球菌杀灭率＞99.9％以上，自然菌杀灭率＞90％以上。物表消毒：针对臭氧袋内物表进行消毒，能够制造出输入臭氧浓度＞60～100mg/m3的臭氧气体对物表进行饱和式扩散吹淋消毒，浸润消毒，消毒30min，枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率≥3个对数值。水消毒：针对自来水、雨水、河水消毒能够制作≥0.3～3mg/L、3～6mg/L臭氧水进行消毒，针对临床治疗和物表及皮肤进行擦拭、喷雾、浸泡、清洗消毒时，能够制作出6～21mg/L臭氧水进行消毒，消毒10min，大肠杆菌杀灭率＞99.9％以上，金黄色葡萄球菌杀灭率＞99.9％以上，绿脓杆菌杀灭率＞99.9％以上，大肠埃希菌的杀灭率＞99.9％以上。

2)实施例2车载式多功能消毒机的功能是空气消毒、物表消毒、水消毒。空气消毒：针对房屋、帐篷、睡袋、隧道、猫耳洞、临时避难场所小型空间。采用一个5000mg/h或两个5000mg/h空气源臭氧气体发生器，制造出高浓度臭氧气体，使空间达到20mg/m3的臭氧气体浓度进行扩散浸润无死角消毒。消毒1h，金黄色葡萄球菌杀灭率≥99.9％以上，白色葡萄球菌杀灭率≥99.9％以上，自然菌杀灭率≥90％以上。物表消毒：针对臭氧袋内物表进行消毒，制造出输入臭氧浓度>60～100mg/m3的臭氧气体对物表进行饱和式扩散吹淋消毒，浸润消毒，消毒30min，枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率≥3个对数值。水消毒：针对自来水、雨水、河水消毒制作≥0.3～3mg/L氧气水进行消毒，针对物表和皮肤进行擦拭、喷雾、浸泡、清洗消毒时，制作出6～21mg/L臭氧水进行消毒，消毒10min，大肠杆菌杀灭率>99.9％以上，金黄色葡萄球菌＞99.9％以上，绿脓杆菌杀灭率＞9.9％以上，大肠埃希菌的杀灭率>99.9％以上。

二、各分系统方案

1、臭氧发生器系统产生臭氧的臭氧发生器由空气源和氧气源两种不同原理的方式产生。空气源臭氧发生量0～5000mg/h，主要用于空气消毒、吹淋消毒、浸润消毒和除臭。氧气源臭氧发器制造纯氧气的纯度＞90％，纯净度＞90％的臭氧通过质子膜渗透混合进水里，1～30min制造出0.1～21mg/L浓度的臭氧水，主要用于喷雾消毒、浸泡消毒、浸润消毒、擦拭消毒、冲洗消毒。

2、臭氧水消毒系统臭氧水消毒系统根据实际需要由两套臭氧水制造方式来确定，一是高纯度臭氧水制造用于临床救治，二是制造臭氧水用于布料、拖帕、一般工具、粪便处理、污水处理等。见图6，图7，高水平临床应用臭氧消毒水的制造。高纯度高浓度臭氧水通过操作“臭氧水”键，选择工作时间，电解臭氧水就能制造出臭氧纯度＞90％，水中臭氧浓度在0.1～3mg/L、3～6mg/L、6～10mg/L、10～12mg/L、12～17mg/L、17～21mg/L的能够临床应用的臭氧水。见图6，图7，低水平、中水平臭氧消毒水的制造。通过选择“臭氧气”键，专用气管连接曝气器，设计好消毒时间15min、30min、1h能够制造出0.1～3mg/L、3～5mg/L、5～7mg/L臭氧水，用于布料、拖帕、一般工具、粪便处理、污水处理等。

3、电源系统及控制系统，原理图核心部分说明：

电源部分：交流市电AC220V～变换为DC14.4V电压后给蓄电池充电，蓄电池给MCU控制器供电，太阳能电池板通过DC插头给蓄电池充电，MCU控制器机器内空气循环散热风机和机器外空气循环散热风机和第二散热风机进行供电。MCU控制器給DC12V调速气泵供电。

4、见图6图7，高浓度臭氧气制作流程：在彩色液晶显示屏的人机界面上开启“臭氧气”后，MCU控制器给高压电源模块供电DC12V，同时开启第二散热风机，给高压电源模块散热。开启“臭氧气”后，主控板同时给气泵供电，根据需要旋转面板上的电位器调节气量大小，顺时针旋转为增大气量。

开启“臭氧水”或“臭氧气”后，机器内空气循环散热风机和机器外空气循环散热风机都将进行工作，有效保障机器内部的温度处于相对较低的范围。

背负式和车载式多功能消毒机机型人机控制界面都使用了一个彩色液晶显示屏，功耗小，显示内容丰富，是我们设计的主要依据。显示内容包括：电池电压的监视；年月日，实时时钟的调整与显示，时钟精度最大误差±2分钟/年；臭氧水，臭氧气等工作状态，工作时间等的指示。

显示界面：触摸按键分布操作说明：见图6、图7，

1)首先按下机器面板上部的隐藏式开关按钮，按下后亮起LED白光表示机器总开关开启，再次按下开关，LED白光熄灭表示总开关关闭。

2)按下“臭氧水”启动臭氧水的制作，含液体浸泡或冲洗消毒，“臭氧水”字样为蓝色表示“臭氧水”启动；设置延时停机时间，按下SET键显示S1时调整臭氧水延时时间小时位的十位数；同理按下SET键显示S2时调整臭氧水延时时间小时位的个位数；显示S3时，调整臭氧水延时时间分钟位的十位数；显示S4时，调整臭氧水延时时间分钟位的个位数。

3)按下“臭氧气”启动臭氧气体的制作，含气体弥散、浸润、臭氧气消毒，“臭氧气”字样为蓝色表示“臭氧气”启动；设置延时停机时间，按下SET键显示S5时调整臭氧气延时时间小时位的十位数；同理按下SET键显示S6时调整臭氧气延时时间小时位的个位数；显示S7时，调整臭氧气延时时间分钟位的十位数；显示S8时，调整臭氧气延时时间分钟位的个位数。延时时间设置好后具有断电记忆功能。制造“臭氧水”与制造“臭氧气”能够同时工作，也可单独工作。

4)车载式多功能消毒机配备的红外遥控器具有同样的按键，方便进行相关的设置，操作。

5)空气消毒时臭氧发生量在0～5000mg/h内可调，按下面板上部的气量按钮为隐藏式按钮，弹起后顺时针旋转为增大臭氧气量，逆时针旋转为减小气量，不用机器时建议按下此按钮进行隐藏。

6)机器的侧面有两个USB插孔，方便用于其他电子设备的充电。

7)机器的侧面配备的DC插孔，是太阳能电池板的充电接口，DC电压范围为12V-15V

4、散热系统：

在机箱侧面和底部制作了散热孔，便利空气流动，在机内恒流源旁和臭氧发生器旁设置了第二散热风机，风机电压12V。

5、外部配套系统：

1)为便于多功能消毒机臭氧气体的输出，专门配置了3根硅胶输气管，其中2根1.5m长，1根3m长，用于均匀布气，加强长距离扩散浓度的界面混合。

2)曝气头。专门配置了2个专用曝气头，用于臭氧水的水气混合。

3)臭氧水杯。专门配置了1个硅胶水杯，能够折叠装入和取出，能够直接在杯内制作0.1～3mg/L臭氧水清洗或饮用，或接上阴道清洗头进行妇科清洗消毒。

4)车载式多功能消毒机专门配置了1个折叠式消毒盆，方便放入机箱内，方便浸泡消毒。

5)三通、直通。专门配置了1个ф3三通和1个ф3直通，方便硅胶管的连接。

6)、环境适应性系统为促使背负式多功能消毒机和车载式多功能消毒机在满足外型结构尺寸需要的前提下，从环境适应性上还专门就重量选择上，背负式采用了塑料材料注塑成型，车载式采取碳钢与注塑件拼接。就背负式和车载式在环境温度0～45℃时，机器能正常工作，不需要外部升温或降温，即使贮存在-55℃～70℃环境里，在极寒地区或沙漠和热带雨林气候环境，相对海洋盐湿湿度达到到95％，臭氧发生器也能正常储存，取出后能正常工作。以上取决于工程塑料的特性和选择元器件的功能所具有的适应能力。因塑件耐腐蚀，变形温度在100℃以上，碳钢耐高温不变形，电子元件经沸油检漏，做过高低温冲击实验，显示板经过盐雾实验和磨损实验，因此，具备野外环境的适应能力。

三、设计原则1、背负式多功能消毒机要求外形小巧，与急救箱结构相似，尺寸控制在≤300×200x200mm之内，重量控制在≤4Kg，可手提，可背负，箱体材质选择工程塑料以便减轻重量，能制造出纯净的臭氧气体对空气、物表、和水进消毒。适合在各种气候及地形条件下，以及人迹罕见的偏远地区和战场环境下正常使用的救护设备。2、车载式多功能消毒机要求在小型客车、救护车、装甲车、疫苗车、负压隔离车、空运救护仓、疫源地隔离亭、尸体存放地等多种环境下正常使用的能制造纯净的高浓度臭氧用于空气、物表和水的消毒机。外形尺寸控制在≤400×700×1200mm，有4个脚轮，脚轮滑动时点接触地面运动自如，停放时能放平脚轮增加与地面的接触面积，增大摩擦力，也可在车厢地板上加螺钉螺帽紧固连接。可手控、遥控操作，机箱材料选择碳钢材料，整机重量控制在40Kg以下。二、系统原理及功能背负式多功能消毒机和车载式多功能消毒机的工作原理一致，都用电解方式制造0.1mg/L～21mg/L纯净高浓度臭氧水；功能一致。