一种圆竹负离子空气净化机及其制作方法与流程

本发明涉及竹材加工技术领域，具体涉及一种圆竹负离子空气净化机及其制作方法。

背景技术：

随着中国城市化进程，高密度人口和工业化活动向大气环境排放了大量的细颗粒物(PM2.5)，最新研究表明：PM2.5等空气污染不仅对呼吸道、肺脏有伤害，还对我们的大脑神经系统有损伤，每年全球约有210万人死于空气污染。

负离子被认为是对人体有益的“空气维生素”，在负离子环境中有利于人体血氧的输送和吸收，促进人体新陈代谢，同时负离子能使空气中的烟尘、粉尘、飘尘等带正电荷的颗粒物，通过正负离子吸引、碰撞、团聚而下沉落地，并能使细菌蛋白质两级性颠倒、生存能力下降而致死，从而起到净化空气、有益健康的效果。竹子是一种生长速度极快(3-5年即可成熟)、物理力学性能优良、合理采伐可永续利用的天然生物质材料，也是一种具有中国文化特色的绿色资源。若能通过合理的设计连接将二者有机结合，形成功能与装饰为一体的生物质材料空气净化，将有利于提高竹材的科技含量与附加值，减少白色污染的同时给人以健康和美的享受。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种圆竹负离子空气净化机及其制作方 法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种圆竹负离子空气净化机，包括碳化圆竹筒、竹集成材的本色补盖板、电器封装结构，所述碳化圆竹筒包括上节竹筒和下节竹筒，下节竹筒上端开设有一深度2-5mm、厚度为1/3竹壁的圆形凹槽，上节竹筒下端开设有与圆形凹槽配合使用的一长度2-5mm、厚度为2/3竹壁厚的圆周凸榫，上节竹筒和下节竹筒通过圆形凹槽、圆周凸榫形成紧密连接，且相连通，所述电器封装结构通过结构胶安装在碳化圆竹筒内，所述电器封装结构包括塑料复合壳体、以及安装在塑料复合壳体内的负离子发生器、静音涡轮风扇和发光二级管，所述塑料复合壳体下端安装有一脉冲线控开关和USB接口，所述脉冲线控开关通过电源线与负离子发生器、静音涡轮风扇和发光二级管相连，所述上节竹筒上端开设有一深度2-5mm、宽度为1/2竹壁的凹槽，所述本色补盖板2通过环保型胶黏贴固定与所述凹槽内。

优选地，所述下节竹筒的底部竹隔上设有8-20个直径3-6mm的通气孔，在靠近边缘处开设有一个5.5mm孔用于电源插孔，并在底部的竹壁一周每个72°铣出长4-10mm高2-5mm的矩形槽，共计5个。

优选地，所述上节竹筒4中间部位距离上下边缘10-15mm处开设有长度40-60mm、宽度2-5mm的槽，作为负离子的吹出通道。

优选地，所述碳化圆竹筒最薄的竹壁厚度大于3mm。

优选地，所述塑料复合壳体上端设有与所述负离子发生器7相连的碳纤维放电头12。

优选地，所述负离子发生器安装在塑料复合壳体内上端，发光二级管安装在塑料复合壳体内中心处上端，静音涡轮风扇安装在塑料复合壳体内底面上。

优选地，所述塑料封装壳的底部开设6个直径为6mm的孔。

本发明还提供了上述圆竹负离子空气净化机的制作方法，包括如下步骤：

S1、圆竹采伐与碳化加工：

S11、选择3-5竹龄、生长在陡峭山坡阳面的成年竹子为宜，在春季之前采伐竹材，竹材以资源量大的毛竹为主，其他竹种如刚竹、桂竹、巨龙竹等具体可根据空气净化个性化定制设计的需求来选择；此时竹材的含淀粉和糖分较春季采伐的要少，有利于碳化而不开裂和霉变；

S12、将竹材截断成至少含有一个竹节的圆竹筒，竹筒的长度为100-300mm，以150mm为标准加工尺寸；

S13、选择无明显缺陷的圆竹筒，放置于清洁的水中2-24h，融除竹材自身能融于水的有机物质，然后在50-120℃温度的干燥窑内干燥8-40h；再放入180-300℃的高压炭化锅炉中蒸气炭化处理12-60h，进一步去除竹材的自由水，杀螨除菌的同时使得竹材表面形成碳化微粒层，提高竹材的尺寸稳定性；

S14、将碳化后的圆竹筒在自然通风条件下风干处理1-3天，保证竹筒的含水率在8％以下；

S2、圆竹壳体的制造加工

S21、根据每个竹材自身特点，以竹节为对称对轴对50mm范围以内的圆竹外壳进行车削加工，在中间表面形成逐渐过渡的弧形圈，车削量控制在0.2-2mm，且保证车削后最薄竹壁厚度大于3mm；

S22、将150mm长度的圆竹筒自底部处向上100mm处截断，含有天然竹节的100mm长度竹筒为下节，往上取50mm的竹间筒为上节；

S23、利用铣刀将下节竹筒的上部外围圆周加工，自竹青侧向竹黄切削形成一个深度2-5mm、厚度为1/3竹壁的圆形凹槽，而使得上节竹筒的下部，自竹黄侧向竹青切削形成一个长度2-5mm、厚度为2/3竹壁厚的圆周凸榫，加工精度在0.5mm以内，保证竹筒上下节可通过卡扣式的凹凸槽结构形成紧密连接，闭合后自紧力>4N；

S24、利用洗床对上节竹筒的上端内圈加工自竹黄侧向竹青切削，形成一个深度2-5mm、宽度为1/2竹壁约3-5mm的圆形凹槽；

S25、选择与圆竹筒母材外观颜色相近、厚度2-5mm的平压竹集成材料，将 其碳化后激光定位切割成直径85-87mm的圆形，利用冷固化环保型胶黏剂补盖于上节竹筒的顶部的凹槽内，形成无肉眼缺陷的紧密结合；

S26、根据竹节独特形状，利用打孔机在竹筒下节的底部竹隔上设有8-20个直径3-6mm的通气孔，在靠近边缘处开设有一个5.5mm孔用于电源插孔，并在底部的竹壁一周每个72°铣出长4-10mm高2-5mm的矩形槽，共计5个，用于空气顺利从底部流入；

S27、在上节竹筒的中间部位距离上下边缘10-15mm处，开设长度40-60mm、宽度2-5mm的槽，用于负离子的吹出通道；

S28、对上述加工好的圆竹筒进行去毛刺、采用不同目数的砂纸人工进行粗打磨和精打磨，并在壳体内外喷涂哑光无色环保油漆，晾干1-2天；

S3、负离子发生装置的封装：

S31、将负离子发生器、发光二极管、涡轮风扇通过电源线与DC5V-USB接口和5V500mA调脉冲线控开关相连后，将负离子发生器、发光二极管、涡轮风扇装于可降解的塑料复合壳体内，并将DC5V-USB接口和5V500mA调脉冲线控开关安装在塑料复合壳体下端；

S32、在塑料复合壳体的底部开设6个直径为6mm的孔，便于空气自由进入腔体内部，并预留好与竹壳底部一致的脉冲开关电源连接孔

S33、将封装好的塑料复合壳体装配平稳装配到竹壳内部，采用结构胶密封好塑料壳体与下腔体的竹材内壁，使得重心在下腔体，并保证四个碳纤维放电头垂直向上通过进入到上节竹筒空间内能释放大量的负离子；

S4、圆竹上下壳腔体总装与测试：

S41、电器元件封装好后，将上下节圆竹腔体，通过凹凸卡扣和胶黏剂连接为紧密一体结构；

S42、通电测试，调节脉冲线开关于高、中、低档位，检查涡轮风扇、发光二极管和负离子发生器的运行状况；

S43、测试通过后，可根据客户需求在圆竹筒上激光打标，刻上文字图案。

本发明具有以下有益效果：

本发明充分发挥了圆竹的天然结构特点和负离子净化效果，利用朴素自然的竹筒作为外壳体，内置封装负离子发生器，通过碳化工艺解决圆竹外壳的开裂发霉等问题，采用凹凸卡扣式胶粘连接重点解决上、下壳体的标准化设计与模块化装配，提高了生产效率。圆竹负离子空气净化机集空气净化功能与装饰性为一体，有效治理室内二手烟、PM2.5等小粒径尘埃及异味气体，综合环保效果显著，经济效益可观。

附图说明

图1为本发明实施例一种圆竹负离子空气净化机的结构示意图。

图2为本发明实施例中塑料复合壳体底部的结构示意图。

图3为本发明实施例中电器封装结构的结构示意图。

图4为本发明实施例中电气封装结构的电路图。

图5为本发明实施例一种圆竹负离子空气净化机的侧视图。

图6为图5中B向结构示意图。

图7为本发明实施例一种圆竹负离子空气净化机的俯视图。

图8为图7中A-A的剖面图。

图9为图8中C的结构示意图。

图10为图8中D的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图10所示，本发明实施例提供了一种圆竹负离子空气净化机，包括碳化圆竹筒1、竹集成材的本色补盖板2、电器封装结构3，所述碳化圆竹筒1包括上节竹筒4和下节竹筒5，下节竹筒5上端开设有一深度2-5mm、厚度为1/3 竹壁的圆形凹槽，上节竹筒4下端开设有与圆形凹槽配合使用的一长度2-5mm、厚度为2/3竹壁厚的圆周凸榫，上节竹筒4和下节竹筒5通过圆形凹槽、圆周凸榫形成紧密连接，且相连通，所述电器封装结构3通过结构胶6安装在碳化圆竹筒1内，所述电器封装结构3包括塑料复合壳体31、以及安装在塑料复合壳体31内的负离子发生器7、静音涡轮风扇8和发光二级管9，所述塑料复合壳体31下端安装有一脉冲线控开关10和USB接口11，脉冲线控开关10和USB接口11在一条线路上，脉冲线控开关控制挡位，USB连接电源端，所述脉冲线控开关10通过电源线与负离子发生器7、静音涡轮风扇8和发光二级管9相连，所述上节竹筒4上端开设有一深度2-5mm、宽度为1/2竹壁的凹槽，所述本色补盖板2通过环保型胶黏贴固定与所述凹槽内。

优选地，所述下节竹筒5的底部竹隔上设有8-20个直径3-6mm的通气孔，在靠近边缘处开设有一个5.5mm孔用于电源插孔，并在底部的竹壁一周每个72°铣出长4-10mm高2-5mm的矩形槽，共计5个。

优选地，所述上节竹筒4中间部位距离上下边缘10-15mm处开设有长度40-60mm、宽度2-5mm的槽，作为负离子的吹出通道。

优选地，所述碳化圆竹筒1最薄的竹壁厚度大于3mm。

优选地，所述塑料复合壳体31上端设有与所述负离子发生器7相连的碳纤维放电头12。

优选地，所述负离子发生器7安装在塑料复合壳体31内上端，发光二级管9安装在塑料复合壳体31内中心处上端，静音涡轮风扇8安装在塑料复合壳体31内底面上。

优选地，所述塑料封装壳的底部开设6个直径为6mm的孔13。

本发明还提供了上述圆竹负离子空气净化机的制作方法，包括如下步骤：

S1、圆竹采伐与碳化加工：

S11、选择3-5竹龄、生长在陡峭山坡阳面的成年竹子为宜，在春季之前采伐竹材，竹材以资源量大的毛竹为主，其他竹种如刚竹、桂竹、巨龙竹等具体 可根据空气净化个性化定制设计的需求来选择；此时竹材的含淀粉和糖分较春季采伐的要少，有利于碳化而不开裂和霉变；

S12、将竹材截断成至少含有一个竹节的圆竹筒，竹筒的长度为100-300mm，以150mm为标准加工尺寸；

S13、选择无明显缺陷的圆竹筒，放置于清洁的水中2-24h，融除竹材自身能融于水的有机物质，然后在50-120℃温度的干燥窑内干燥8-40h；再放入180-300℃的高压炭化锅炉中蒸气炭化处理12-60h，进一步去除竹材的自由水，杀螨除菌的同时使得竹材表面形成碳化微粒层，提高竹材的尺寸稳定性；

S14、将碳化后的圆竹筒在自然通风条件下风干处理1-3天，保证竹筒的含水率在8％以下；

S2、圆竹壳体的制造加工

S21、根据每个竹材自身特点，以竹节为对称对轴对50mm范围以内的圆竹外壳进行车削加工，在中间表面形成逐渐过渡的弧形圈，车削量控制在0.2-2mm，且保证车削后最薄竹壁厚度大于3mm；

S22、将150mm长度的圆竹筒自底部处向上100mm处截断，含有天然竹节的100mm长度竹筒为下节，往上取50mm的竹间筒为上节；

S23、利用铣刀将下节竹筒的上部外围圆周加工，自竹青侧向竹黄切削形成一个深度2-5mm、厚度为1/3竹壁的圆形凹槽，而使得上节竹筒的下部，自竹黄侧向竹青切削形成一个长度2-5mm、厚度为2/3竹壁厚的圆周凸榫，加工精度在0.5mm以内，保证竹筒上下节可通过卡扣式的凹凸槽结构形成紧密连接，闭合后自紧力>4N；

S24、利用洗床对上节竹筒的上端内圈加工，自竹黄侧向竹青切削，形成一个深度2-5mm、宽度为1/2竹壁约3-5mm的圆形凹槽；

S25、选择与圆竹筒母材外观颜色相近、厚度2-5mm的平压竹集成材料，将其碳化后激光定位切割成直径85-87mm的圆形，利用冷固化环保型胶黏剂补盖于上节竹筒的顶部的凹槽内，形成无肉眼缺陷的紧密结合；

S26、根据竹节独特形状，利用打孔机在竹筒下节的底部竹隔14上设有8-20个直径3-6mm的通气孔，在靠近边缘处开设有一个5.5mm孔用于电源插孔，并在底部的竹壁一周每个72°铣出长4-10mm高2-5mm的矩形槽，共计5个，用于空气顺利从底部流入；

S27、在上节竹筒的中间部位距离上下边缘10-15mm处，开设长度40-60mm、宽度2-5mm的槽，用于负离子的吹出通道；

S28、对上述加工好的圆竹筒进行去毛刺、采用不同目数的砂纸人工进行粗打磨和精打磨，并在壳体内外喷涂哑光无色环保油漆，晾干1-2天；

S3、负离子发生装置的封装：

S31、将负离子发生器、发光二极管、涡轮风扇通过电源线与DC5V-USB接口和5V500mA调脉冲线控开关相连后，将负离子发生器、发光二极管、涡轮风扇装于可降解的塑料复合壳体内，并将DC5V-USB接口和5V500mA调脉冲线控开关安装在塑料复合壳体下端；

S32、在塑料复合壳体的底部开设6个直径为6mm的孔，便于空气自由进入腔体内部，并预留好与竹壳底部一致的脉冲开关电源连接孔

S33、将封装好的塑料复合壳体装配平稳装配到竹壳内部，采用结构胶密封好塑料壳体与下腔体的竹材内壁，使得重心在下腔体，并保证四个碳纤维放电头垂直向上通过进入到上节竹筒空间内能释放大量的负离子；

S4、圆竹上下壳腔体总装与测试：

S41、电器元件封装好后，将上下节圆竹腔体，通过凹凸卡扣和胶黏剂连接为紧密一体结构；

S42、通电测试，调节脉冲线开关于高、中、低档位，检查涡轮风扇、发光二极管和负离子发生器的运行状况；

S43、测试通过后，可根据客户需求在圆竹筒上激光打标，刻上文字图案。

本具体实施巧妙地利用圆竹壳体天然中空、多节的结构，集成负离子空气净化器于竹腔体内，完成功能性和装饰性协调统一；采用卡扣式凹凸连接上下 竹壳体、通气孔合理设计与胶黏剂封装技术，解决圆竹壳体的整体连接性与负离子器件的循环通风问题难题；采用碳化与雕刻技术，保持圆竹壳体不开裂、不发霉、美观的同时，可个性化制造产品表面的色泽纹理、文字图案与大小形状。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。