本发明涉及空气净化设备领域，具体为光催化除臭设备。
背景技术：
光催化除臭设备，可以通过通过紫外线照射和tio2催化作用，使得恶臭废气的大分子化学气体，发生光催化反映，生成水、二氧化碳和小分子气体，最后气体达标后排放。一般，紫外线功率、tio2催化板以及气体浓度，是保证气体达标的主要因素。不过一般紫外线灯管、tio2催化板是分离的两个部件，存在催化反应不同步情况。此外为保证气体浓度均匀，一般采用均风板、扰流板等方式。
中国专利库中公开了一种光催化废气除臭设备（cn201620923656.5），包括喷淋塔装置，所述喷淋塔装置包括塔体，所述塔体内壁的上部活动安装有水管，所述水管的下表面活动安装有喷雾头，所述塔体底部的轴心处套装有第一传动轴，所述第一传动轴贯穿塔体且延伸至置物格的底部，所述第一传动轴位于置物格内部的外部套装有第一齿轮，所述第一齿轮分别与第二齿轮和第三齿轮啮合，所述第二齿轮的轴心处套装有第二传动轴，所述第三齿轮的轴心处套装有第三传动轴。本发明通过设置了电机和叶片，在废气进入喷淋塔内部时，混合废气和水雾，能够提高水雾对于废气内部有害物质的吸附能力，较好的对废气进行除臭和除杂。
中国专利库中公开了一种有机废气除臭净化设备（cn201720481431.3），包括喷淋净化塔、除臭剂加药箱、uv光解净化器外壳和排风烟仓，所述喷淋净化塔的一侧设置有除臭剂加药箱，且通过管道连接在喷淋净化塔内底部的循环水箱上，所述喷淋净化塔的一端设置有循环水泵，所述喷淋净化塔内部设置有高压螺旋喷嘴，且高压螺旋喷嘴的下端分别设置有填料层和旋流板，所述喷淋净化塔的顶端设置有除雾层，所述喷淋净化塔的顶部设置有抽风管，抽风管的另一端部位于uv光解净化器外壳内，所述uv光解净化器外壳内一端设置有初效过滤层，且初效过滤层的一端设置有uv紫外线灯。本发明可以快速对有机废气进行除臭和净化，工作效率高且除臭净化彻底。
均风板、扰流板的增加，加大设备投入成本，此外，如何控制扰流板和均风板，使得除臭效果更好，也是比较复杂的，因此如何在降低成本情况下，将紫外线灯管、tio2催化板、均风板、扰流板功能整合，并使得控制更加方便，是研究的课题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供光催化除臭设备，根据废气的排放特点设计一种三段式光催化除臭设备，设备内部设置有可调节转速的旋转均风装置、可调节方向的扰流板以及其控制策略，最大幅度实现少人工、长寿命、低成本、高可靠、在线监控等特性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
光催化除臭设备，包括主体,所述主体内部设置有至少两个前段均风器、电动扰流板、后段均风器、紫外灯管，所述主体两端分别固定设置有进口法兰、出口法兰，所述主体底部设置有底座，所述主体底部与储水箱连接，所述主体外侧设置有维修门一、维修门二、电气控制箱。
优选地，所述主体包括前段空间、中段空间、后段空间，所述前段空间内部设置有至少两个前段均风器、紫外灯管，所述中段空间内部设置有至少两个电动扰流板、紫外灯管，所述后段空间内部设置有至少两个后段均风器、紫外灯管。
优选地，所述前段空间尾部设置有监测传感器一，所述中段空间尾部设置有监测传感器二，所述后段空间尾部设置有监测传感器三。
优选地，所述前段均风器包括透明套筒，所述透明套筒两端通过上安装座、下安装座与主体固定连接，所述上安装座内部设置有上轴承座，所述下安装座内部设置有下轴承座，所述透明套筒上端与上轴承座固定连接且下端与下轴承座固定连接，所述透明套筒内部设置有内置紫外灯管且外部设置有至少两个扇叶，所述透明套筒临近上轴承座的位置与齿轮固定连接，所述旋转电机输出轴与传动齿轮固定连接，所述齿轮与旋转电机齿牙啮合连接。
优选地，所述扇叶上设置有光催化剂涂层，所述扇叶分层设置。
优选地，所述电动扰流板包括扰流板底座、电机、扰流板，所述扰流板底座内部固定设置有电机，所述电机输出轴与扰流板固定连接。
优选地，所述后段均风器与前段均风器内部结构相同，所述后段均风器的第二透明套筒上设置有螺旋扇叶。
优选地，所述扇叶或螺旋扇叶表面为凹面凸面相间设置的不规则面。
优选地，所述出口法兰与排气管道一端连接，所述排气管道另一端与风帽固定连接。
优选地，所述风帽内部设置有转动发电模块，所述转动发电模块与光催化除臭设备的电源连接。
优选地，所述电气控制箱外侧设置有显示屏、按键和指示灯，所述电气控制箱与前段均风器、电动扰流板、后段均风器、紫外灯管、监测传感器一、监测传感器二、监测传感器三连接。
优选地，所述光催化除臭设备的控制策略，采用pid控制策略，在前段空间采用大功率高密度的紫外灯、可调转速的前段均风器将臭气浓度快递降低至标准排放浓度的5-8倍，实现pid控制的“p”比例控制的快速性；在大体积的中段空间中，根据臭气浓度，动态调节电动扰流板的朝向，延长臭气流动时间，精确地将臭气浓度降低至标准排放浓度的1.2-1.5倍，实现pid控制的“i”积分控制的准确性；后段空间根据臭气浓度的变化，调节旋转的后段均风器的转速，快速阻碍臭气浓度的波动，将臭气浓度稳定地降低至标准排放浓度的0.2-0.5倍，实现pid控制的“d”微分控制的稳定性。
优选地，所述光催化除臭设备的控制方法：
(1)前段空间内紫外灯管全开，监测传感器一监测前段空间尾端气流的流速和臭气的浓度；当检测到臭气浓度处于设计范围内（排放标准浓度的5-8倍），保持前段均风器转速不变；当检测到臭气浓度超大时，调低前段均风器转速；当检测到臭气浓度低于设计范围，调高前段均风器转速；
（2）监测传感器二监测中段空间尾端的臭气浓度；如果臭气浓度复合设计范围，电动扰流板复位（竖直位置）；如果臭气浓度高于设计范围（排放标准浓度的1.2-1.5倍），电动扰流板向前移动；如果臭气浓度在设计范围内，扰流板复位；如果臭气浓度低于设计范围，电动扰流板向后移动；
（3）监测传感器三监测后段空间尾端的臭气浓度；如果臭气浓度超出设计范围内，调低后段均风器转速；如果臭气浓度处于设计范围内，调高后段均风器转速或保持转速不变。
本发明的有益效果：采用pid控制策略，设计三段式除臭结构，根据臭气浓度动态调节前段均风器、电动扰流板、后段均风器的状态；带扇叶的均风器兼具均风、扰流和催化作用，紫外灯直接照射在不同相位的扇叶上，不但节省空间且提升除臭效率；通过扇叶的朝向和形状设置，可高效扰流且可增加臭气与光触媒的接触面积，调高除臭效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明的外部结构示意图；
图2为本发明的内部结构示意图；
图3为本发明中前段均风器的结构示意图；
图4为本发明中电动扰流板的结构示意图；
图5为本发明中电动扰流板的调节状态图；
图6为本发明中后段均风器的结构示意图；
图7为本发明中前段空间的的控制策略图；
图8为本发明中中段空间的的控制策略图；
图9为本发明中后段空间的的控制策略图；
图中，1.主体、2.进口法兰、3.出口法兰、4.底座、5.维修门一、6.维修门二、7.电气控制箱、8.储水箱、9.前段均风器、10.电动扰流板、11.后段均风器、12.紫外灯管、13.监测传感器一、14.监测传感器二、15.监测传感器三、16.排气管道、17.风帽、101.前段空间、102.中段空间、103.后段空间、901.上安装座、902.下安装座、903.透明套筒、904.扇叶、905.内置紫外灯管、906.下轴承座、907.上轴承座、908.齿轮、909.旋转电机、9010.传动齿轮、1001.扰流板底座、1002.电机、1003.扰流板、1101.第二透明套筒、1102.螺旋扇叶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1、图2所示，所述光催化除臭设备，包括主体1,所述主体1内部设置有至少两个前段均风器9、电动扰流板10、后段均风器11、紫外灯管12，所述前段均风器9、电动扰流板10、后段均风器11、紫外灯管12都与主体1内壁固定连接，所述主体1两端分别固定设置有进口法兰2、出口法兰3，所述主体1底部设置有底座4，所述主体1底部与储水箱8连接，所述主体1外侧设置有维修门一5、维修门二6、电气控制箱7，紫外灯管12为除臭主体，前段均风器9、电动扰流板10、后段均风器11起到扰流和均风作用，电气控制箱7控制整个光催化除臭设备。
如图2所示，所述主体1包括前段空间101、中段空间102、后段空间103，所述前段空间101内部设置有至少两个前段均风器9、紫外灯管12，所述中段空间102内部设置有至少两个电动扰流板10、紫外灯管12，所述后段空间103内部设置有至少两个后段均风器11、紫外灯管12；所述前段空间101尾部设置有监测传感器一13，所述中段空间102尾部设置有监测传感器二14，所述后段空间103尾部设置有监测传感器三15，基于pid控制策略设计的三段式除臭结构，每一段采用不同的扰流策略。
如图3所示，所述前段均风器9包括透明套筒903，所述透明套筒903两端通过上安装座901、下安装座902与主体1固定连接，所述上安装座901内部设置有上轴承座907，所述下安装座902内部设置有下轴承座906，所述透明套筒903上端与上轴承座907固定连接且下端与下轴承座906固定连接，所述透明套筒903内部设置有内置紫外灯管905且外部设置有至少两个扇叶904，所述透明套筒903临近上轴承座907的位置与齿轮908固定连接，所述齿轮908套接在透明套筒903上，所述旋转电机909输出轴与传动齿轮9010固定连接，所述传动齿轮9010套接在旋转电机909输出轴上，所述齿轮908与旋转电机909齿牙啮合连接；所述扇叶904上设置有光催化剂涂层，所述扇叶904分层设置；透明套筒903由旋转电机909带动旋转，进而带动多层次不同相位的多个扇叶904形成气流漩涡，起到扰流、均风和催化反应的作用；扇叶904在气流下转动，保证气体浓度均匀；旋转电机909带动扇叶904转动，实现气体流动速度调节。
如图4所示，所述电动扰流板10包括扰流板底座1001、电机1002、扰流板1003，所述扰流板底座1001内部固定设置有电机1002，所述电机1002输出轴与扰流板1003固定连接，扰流板1003在电机1002带动下，可在0-180°范围内转动。
如图5所示，当上下两侧的电动扰流板10都向前移动，对气流起到阻碍作用，降低气流流速，延长气流在中段空间102内的反应时间；当上下两侧的电动扰流板10都复位（处于竖直状态），气流正常速度通过；当当上下两侧的电动扰流板10都向后移动，减少了对气流的阻碍，加快了气流流速，减少了气流在中段空间102内的反应时间，使气流快速通过。
如图6所示，所述后段均风器11与前段均风器9内部结构相同，所述后段均风器11的第二透明套筒1101上设置有螺旋扇叶1102，螺旋扇叶1102螺旋状设置，转动过程中，形成气流漩涡，快速扰流。
所述扇叶904或螺旋扇叶1102表面为凹面凸面相间设置的不规则面，扇叶904或螺旋扇叶1102上设置不规则表面，扩大了臭气和光触媒的接触面积，且扩大了紫外光反射角度。
如图1所示，所述出口法兰3与排气管道16一端连接，所述排气管道16另一端与风帽17固定连接；所述风帽17内部设置有转动发电模块，所述转动发电模块与光催化除臭设备的电源连接，利用风帽17转动发电为光催化除臭设备提供动能，减少外部供电。
所述电气控制箱7外侧设置有显示屏、按键和指示灯，所述电气控制箱7与前段均风器9、电动扰流板10、后段均风器11、紫外灯管12、监测传感器一13、监测传感器二14、监测传感器三15连接；所述电气控制箱7分别控制前段均风器9、电动扰流板10、后段均风器11、紫外灯管12、监测传感器一13、监测传感器二14、监测传感器三15。
所述光催化除臭设备的控制策略，采用pid控制策略，在前段空间采用大功率高密度的紫外灯、可调转速的前段均风器将臭气浓度快递降低至标准排放浓度的5-8倍，实现pid控制的“p”比例控制的快速性；在大体积的中段空间中，根据臭气浓度，动态调节电动扰流板的朝向，延长臭气流动时间，精确地将臭气浓度降低至标准排放浓度的1.2-1.5倍，实现pid控制的“i”积分控制的准确性；后段空间根据臭气浓度的变化，调节旋转的后段均风器的转速，快速阻碍臭气浓度的波动，将臭气浓度稳定地降低至标准排放浓度的0.2-0.5倍，实现pid控制的“d”微分控制的稳定性。
如图7—9所示，所述光催化除臭设备的控制方法：
(1)前段空间101内紫外灯管12全开，监测传感器一14监测前段空间101尾端气流的流速和臭气的浓度；当检测到臭气浓度处于设计范围内（排放标准浓度的5-8倍），保持前段均风器9转速不变；当检测到臭气浓度超大时，调低前段均风器9转速；当检测到臭气浓度低于设计范围，调高前段均风器9转速；
（2）监测传感器二15监测中段空间102尾端的臭气浓度；如果臭气浓度复合设计范围，电动扰流板10复位（竖直位置）；如果臭气浓度高于设计范围（排放标准浓度的1.2-1.5倍），电动扰流板10向前移动；如果臭气浓度在设计范围内，扰流板复位；如果臭气浓度低于设计范围，电动扰流板10向后移动；
（3）监测传感器三16监测后段空间103尾端的臭气浓度；如果臭气浓度超出设计范围内，调低后段均风器11转速；如果臭气浓度处于设计范围内，调高后段均风器11转速或保持转速不变。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。