水活塞空气净化器及其操作控制方法与流程

本发明涉及一种空气净化技术领域，具体为一种水活塞空气净化器及其操作控制方法。

背景技术：

当今，随着我国经济的迅速发展，很多城市甚至乡镇都在大兴土木，使得工业发展的同时，也带来了严重的环境污染，特别是对大气的污染非常严重，而由于装修而产生的室内空气污染也成为了影响人们健康的另一大杀手。据了解，世界上由于新建或改建建筑所产生的有害物质，已经被列为对人们健康危害最大的5种环境因素之一。人们常年生活在空气受到污染的环境中，容易引起呼吸道等各种疾病，因此人们对室内的空气质量越来越重视，空气净化器也应运而生。当前市场上空气净化器的种类繁多，但普遍具有以下缺点：1）现有的室内空气净化器无法将室外的空气引入，只能循环处理室内的空气，无法解决室内氧气及时补充的问题；2）现有的送风机大都需要在装修时一并安装，一旦装修完成就很难加装送风机；3）现有的换气设备大多使用各种风机吸入室外空气，吸入效率低，存在能量浪费问题，不够节能环保，噪音大。

技术实现要素：

针对现有净化器产品的不足，本发明提供了一种环保节能且噪声小的新型空气净化器及其操作控制方法，利用水活塞将室外空气吸入，通过净化后再补充到室内。

本发明提供的技术方案为：

一种水活塞空气净化器，其特征在于，包括以下组成部分：

水容器，内部用于装水，上部设有透气孔；

双向转动电机，其输出轴水平设置在所述水容器的上方，通过线绳与水容器连接，所述线绳的一端固定在输出轴的轴杆上，输出轴转动时，线绳可卷绕在输出轴的轴杆上，线绳另一端连接所述水容器，随着输出轴转动，水容器上升或下降；

空气净化罐，设置在水容器的一侧，其罐腔内填充有空气净化颗粒，罐腔底部开口通过软管与水容器底部连通，且所述底部开口处设有拦截空气净化颗粒的滤网，罐腔上部与气体管路系统连接；

气体管路系统，包括进气管和出气管，所述进气管与出气管分别设有控制阀，所述进气管的进气口连接室外，所述出气管的出气口连接室内；

自动控制系统，包括控制单元、设置在水容器上方的顶端行程开关和设置在水容器下方的底端行程开关，所述电机、控制阀、顶端行程开关和底端行程开关分别与所述控制单元连接。

在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：

本发明水活塞空气净化器还包括灰尘传感器，所述灰尘传感器与所述控制单元连接，用于辅助监测室内的空气质量，用于净化器运行模式的调节和控制。

所述电机输出轴的外部设有防护罩，或在电机输出轴的外端设置挡板，避免其它物体被卷到电机输出轴上。

作为优选，所述水容器采用横截面积大于所述软管横截面积的容器，使净化器内能容纳更多的水，以提高空气净化罐一侧液面的落差，使水容器在一次升降过程中，向室内打入更多量的净化空气。

如上所述水活塞空气净化器的操作控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定水容器上下移动的幅度范围，根据所述幅度范围在合适的位置安装所述顶端行程开关、底端行程开关，使水容器移动到上限位置时能碰触到所述顶端行程开关，移动到下限位置时可碰触到所述底端行程开关；

水容器碰触到顶端行程开关或底端行程开关时，控制单元根据顶端行程开关或底端行程开关反馈的信号，控制电机变向转动；

控制单元接到顶端行程开关的反馈信号时，控制进气管的控制阀打开，出气管的控制阀关闭；控制单元接到底端行程开关的反馈信号时，控制进气管的控制阀关闭，出气管的控制阀打开。

进一步的，可选择横截面积小于水容器横截面积的软管连接水容器和空气净化罐，通过水容器向空气净化器中注入适量的水，使水容器移动到下限位置时，软管中的水体能流入到水容器中。

本发明工作过程中，通过电机的正反转交替运作，可使水容器持续的上下移动，同时配合控制空气净化罐进气端和出气端的交替启闭。在水容器的往复运动过程中，位于空气净化罐一侧的液面随之上升或下降，利用液面的上升或下降从室外吸入空气后，通过空气净化颗粒的吸附去除空气中的灰尘，再将净化空气打入室内，形成水活塞。

有益效果：

本发明区别于传统的室内空气净化器，使用水做为活塞，将空气吸入室内，增加了送气效率，减小了能源的浪费，且噪声远低于普通风机，不仅可以净化空气中的灰尘等有害物质，更可将室外的空气经过处理后源源不断的送入室内。就相同的能源消耗，本发明提供的风压要高于普通风机，普通风机在进风管道比较长的时候，风压就会出现严重不足，而本发明水活塞空气净化器可满足远距离送风需要,且本发明便于安装，使用方便，维护简单，易于实现且造价低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为双向旋转电机变向驱动控制电路的示意图；

图3为无线遥控器的示意图；

图4为灰尘传感器的示意图。

上图中：1 挡板、2尼龙线绳、3 直流电机、4顶端行程开关、5水容器、6自来水、7底端行程开关、8一号橡胶软管、9过滤网、10空气净化罐、11空气净化颗粒、12二号橡胶管、13进气电磁阀、14三号橡胶管、15四号橡胶管、16排气电磁阀、17五号橡胶管、18单刀单掷开关电磁铁、19双刀双掷开关电磁铁、20无线遥控器、21灰尘传感器。

具体实施方式

为了进一步阐明本发明的技术方案和工作原理，下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的介绍。

如图1所示的一种水活塞空气净化器，包括水容器5、可双向旋转的直流电机3、空气净化罐10、气体管路系统、自动控制系统、无线遥控器20、灰尘传感器21等组成部分。

所述水容器5可采用塑料水罐，其顶端开有透气孔,使其内部气压始终与外界保持平衡。

所述直流电机3的转动输出轴水平设置在所述水容器5的上方，通过尼龙线绳2与水容器5连接，所述尼龙线绳2的一端固定在电机输出轴的轴杆上，使输出轴转动时，线绳可卷绕在输出轴的轴杆上，线绳另一端连接所述水容器5，随着输出轴转动，水容器5在尼龙线绳2带动下上升或下降。直流电机3的输出轴外端设置挡板1，避免气体管路碰触到电机输出轴。

所述空气净化罐10设置在水容器5的右侧，其罐腔内填充有空气净化颗粒11，罐腔底部开口通过软管与水容器5底部连通，所述水容器5的横截面积大于软管，为所述软管横截面积的若干倍。空气净化罐10在其底部开口处还设有拦截空气净化颗粒的过滤网9，其罐腔上部与气体管路系统连接。

所述气体管路系统包括进气管和出气管，所述进气管、出气管上分别设有控制阀。

所述自动控制系统包括控制单元（单片机）、设置在水容器5上方的顶端行程开关4和设置在水容器5下方的底端行程开关7，所述直流电机3的变向驱动控制电路、进气电磁阀13、排气电磁阀16、灰尘传感器21、顶端行程开关4和底端行程开关7分别与所述控制单元连接。

所述无线遥控器20设有开关键和调速操作按键，无线遥控器20通过无线通信模块与所述控制单元通信连接，用于输入用户的控制指令。

操作方法：

1）根据室内安装环境，计算水容器5可上下移动的幅度范围，将直流电机3、空气净化罐10、顶端行程开关4、底端行程开关7固定在合适的高度位置上，使水容器5移动到上限位置时能碰触到所述顶端行程开关4，移动到下限位置时可碰触到所述底端行程开关7；

2）将尼龙线绳2一端固定的系在直流电机3转动输出轴靠近机身一侧，且要防止尼龙线绳2滑动；

3）所述进气管由二号橡胶管12和三号橡胶管14构成，二者之间通过进气电磁阀13连接，将二号橡胶管12的出气端与空气净化罐10的进气口连接，三号橡胶管14的进气端设置在室外；

4）所述出气管由四号橡胶管15和五号橡胶管17构成，二者之间通过排气电磁阀16连接，将四号橡胶管15的进气端与空气净化罐10的出气口连接，五号橡胶管17的出气端设置在室内；

5）将一号橡胶管8的两端分别连接到空气净化罐10和水容器5的底部，向水容器5中注入一定量的水，也可以替换为其它粘度低的液体，如酒精等，通过挂钩将水容器5连接在尼龙线绳2的底端，如图1所示。

所述水活塞空气净化器的控制方法，包括：

1）通过无线遥控器20向所述控制单元发送指令，通过控制单元闭合单刀单掷开关电磁铁18来启动直流电机3的电源开关，使其驱动控制电路通电；

2）设置水容器5碰触到顶端行程开关4时，控制单元接收到顶端行程开关4的反馈信号后，控制双刀双掷开关电磁铁19连接其左侧的两个开关触点，如图2所示，使电机正转，降下水容器5，空气净化罐10内液面下降，同时打开所述进气电磁阀13，关闭排气电磁阀16，在空气净化罐10液面下降的过程中，室外空气从进气管中进入空气净化罐10；

3）设置水容器5碰触到底端行程开关7时，控制单元接收到底端行程开关7的反馈信号后，控制双刀双掷开关电磁铁19连接其右侧的两个开关触点，如图2所示，改变直流电机3的电流方向，使电机反转，将水容器5提升，空气净化罐10内的液面随之上升，同时关闭所述进气电磁阀13，打开排气电磁阀16，随着空气净化罐10内液面的上升，罐内空气被排挤出罐体，送入室内，而这部分气体中的灰尘等颗粒物则被空气净化颗粒11吸附，从而降低了进入室内气体的含尘量。

用户可根据灰尘传感器21反馈的监测信号，通过无线遥控器20调节直流电机3的转速或控制净化器的启闭状态，或者设置为自动模式，由控制单元根据灰尘传感器21反馈信号，自动调节直流电机3的转速或控制净化器的启闭状态。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。