一种移动式空气净化设备和空气净化方法与流程

1.本发明涉及空气净化技术领域，具体涉及一种移动式空气净化设备和空气净化方法，主要用于矿洞、隧道以及各种场所产生的烟雾、粉尘、有毒气体的空气净化。


背景技术：

2.在现有技术中，矿洞、隧道在机器挖掘前进及打洞放炮后会产生大量的烟雾、粉尘及有毒气体。特别矿洞、隧道前进到千米外时矿洞的通风透气性更差。由于通道的空间限制，气压密度大，回流程度高；无法快速对矿洞、隧道放炮后产生的烟雾、粉尘、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢等污染源进行净化，这些烟雾、粉尘和有害气体如果不及时处理，会对人体造成致命的伤害。一般要等待2-6小时才能工作，矿洞和隧道越深，所需排污时间越长，严重影响工作效率。
3.而现有技术对这些污染源进行处理，通常采用开挖通风井口和增加送风系统来处理，这样无法快速和真正解决产生的污染源；通风竖井及排出的污染源也会污染周边的环境，随着送风系统越远，设备的增加产生的费用也越高，也违背国家环保、节能、碳排放的政策。
4.因此，针对现有技术的窘困情况，亟需一种能够快速去除烟雾、粉尘和有毒气体，达到空气净化效果的装置。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种移动式空气净化设备和空气净化方法，以解决现有技术中存在的相关技术问题。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：根据本发明的第一方面，一种移动式空气净化设备，包括框架，还包括设于所述框架上端的风炮机构和设于所述框架内的控制机构，所述控制机构电连接所述风炮机构；所述风炮机构包括主风炮和对称设于所述主风炮两侧的副风炮，所述主风炮和副风炮均包括炮筒、高速风扇、负离子发射针模组、高压静电磁场网和负离子净化折叠网，所述炮筒中部设有高速风扇，所述炮筒进风端设有负离子净化折叠网，所述炮筒进风端内侧壁上设有高压静电磁场网，所述炮筒出风端内部设有负离子发射针模组；所述主风炮的炮筒出风端上设有喷水雾化模组。
7.进一步地，还包括第一负离子发生器和第二负离子发生器，所述第一负离子发生器和第二负离子发生器均设于所述框架内，且所述第一负离子发生器电连接所述主风炮内的所述负离子发射针模组，所述第二负离子发生器电连接所述副风炮内的所述负离子发射针模组，所述第一负离子发生器和第二负离子发生器均电连接所述控制机构。
8.进一步地，还包括设于所述框架内的高压静电发生器，所述高压静电发生器电连接所述高压静电磁场网。
9.进一步地，还包括设于所述框架内的水泵和水箱，所述水泵进水口连接所述水箱，
所述水泵出水口通过管道连接所述喷水雾化模组，所述水泵电连接所述控制机构。
10.进一步地，所述控制机构包括电路集成配件箱和设于所述电路集成配件箱外的功能显示及操控界面。
11.进一步地，还包括调整装置，所述调整装置设于所述风炮机构和框架之间；所述调整装置包括伸缩组件和旋转组件，所述旋转组件下端与框架固定连接，所述旋转组件上端设有伸缩组件，所述伸缩组件上端连接所述风炮机构。
12.进一步地，还包括蓄电池、电源转化及保险单元和电源输出输入单元，所述蓄电池电连接所述电源输出输入单元，所述电源输出输入单元电连接电源转化及保险单元，所述电源输出输入单元电连接所述控制机构。
13.进一步地，还包括静电屏蔽泄放电路盒，所述静电屏蔽泄放电路盒设于所述框架下端接地。
14.进一步地，还包括led照明灯，所述led照明灯设于所述框架上端。
15.根据本发明的第二方面，空气净化方法，应用如上所述的移动式空气净化设备，包括如下步骤：（1）将炮筒端部的负离子净化折叠网展开，并通过控制机构控制并开启高速风扇；（2）控制机构控制并开启负离子发射针模组、喷水雾化模组和高压静电磁场网，水箱和水泵为喷水雾化模组供应水源；（3）调整装置支撑并调整风炮机构的高度和角度。
16.本发明具有如下优点：主风炮筒内和副风炮筒内设置有高速风扇，主、副风炮筒的出风前端安装有负离子发射针模组，负离子发射针模组用于电离空气产生负离子，空气中的烟雾、粉尘及污染源与负离子聚合，使其失去活性进行沉降，同时，利用高速风扇对产生的负离子进行大范围扩散，在空气中主动与烟雾、粉尘和有毒气体进行聚合，进而达到电性吸附、中和沉降、化学分解。
17.主风炮筒的出风口前端安装有喷水雾化模组，用于把水雾化成纳米级的水雾，通过高速风扇送风与烟雾、粉尘、有毒气体相结合，形成中和、稀释、沉降。主风炮的进风口处还安装有负离子净化折叠网和高压静电磁场网，主风炮筒采用了高压静电发生器结合高压静电磁场网在风炮筒的进风口内形成风道和正电荷区，让未净的空气通过进风口进入风炮筒的正电荷区，对未净的空气再一次附上正电荷，通过高速风扇送向前端负离子释放区，与负离子结合形成落尘效应，解决了现有技术中收尘需要积尘滤网和更换滤网产生耗材的费用的问题。
18.空气中未净化完的污染源再通过主副风炮筒的进风口处安装的负离子净化折叠网再次吸咐与净化，从而达到主动净化与被动净化双结合的功效。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
20.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
21.图1为本发明的移动式空气净化设备第一视角结构立体图；图2为本发明的移动式空气净化设备第二视角结构立体图；图3为本发明的移动式空气净化设备后视结构示意图；图4为本发明的移动式空气净化设备主视结构示意图；图5为本发明的移动式空气净化设备负离子发射针模组结构图；图6为本发明的移动式空气净化设备负离子净化折叠网结构图；图7为本发明的移动式空气净化设备喷水雾化发射模组结构图；图8为本发明的移动式空气净化设备第一负离子发生器电路原理图；图9为本发明的移动式空气净化设备高压静电发生器电路原理图；图10为本发明的移动式空气净化设备电路控制原理图；图中：1框架；2风炮机构；201主风炮；2011炮筒；2012高速风扇；2013负离子发射针模组；2014高压静电磁场网；2015负离子净化折叠网；202副风炮；3控制机构；301电路集成配件箱；302功能显示及操控界面；4喷水雾化模组；5第一负离子发生器；6第二负离子发生器；7高压静电发生器；8水泵；9水箱；10调整装置；101伸缩组件；102旋转组件；11蓄电池；12电源转化及保险单元；13电源输出输入单元；14静电屏蔽泄放电路盒；15led照明灯。
具体实施方式
22.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本方案中采用了负离子主动净化技术，高压静电被动吸附技术，喷水雾化中和、稀释还原技术对烟雾、粉尘、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢等污染源进行电性吸附、中和沉降、化学分解、中和、稀释、还原，达到快速净化空气的效果。
24.根据本发明的第一方面，提供了一种移动式空气净化设备，具体的是提供了一种用于矿洞、遂道放炮后产生的烟雾、粉尘、有毒气体去除的空气净化装置，具体请参照附图1-10，包括框架1，还包括设于框架1上端的风炮机构2和设于框架1内的控制机构3，控制机构3电连接风炮机构2，从而控制风炮机构2及其内设置的部件的开启关闭等动作。
25.其中，风炮机构2包括主风炮201和对称设于主风炮201两侧的副风炮202，主风炮201和副风炮202的结构基本相同，均包括炮筒2011、高速风扇2012、负离子发射针模组2013、高压静电磁场网2014和负离子净化折叠网2015。炮筒2011中部设有高速风扇2012，炮筒2011进风端设有负离子净化折叠网2015，炮筒2011进风端内侧壁上设有高压静电磁场网2014，炮筒2011出风端内部设有负离子发射针模组2013。
26.与副风炮202不同的是，主风炮201的炮筒2011出风端上设有喷水雾化模组4。
27.进一步地，还包括设于框架1内的高压静电发生器7，高压静电发生器7电连接高压静电磁场网2014。
28.具体的，控制机构3包括电路集成配件箱301和设于电路集成配件箱301外的功能显示及操控界面302。其中，电路集成配件箱301内设置控制的控制器，如可编程逻辑控制器plc等。
29.为了实现风炮机构2在高度和角度上的调整，还设置了调整装置10，调整装置10设于风炮机构2和框架1之间；调整装置10包括伸缩组件101和旋转组件102，旋转组件102下端与框架1固定连接，旋转组件102上端设有伸缩组件101，伸缩组件101上端连接风炮机构2。此实施例中，伸缩组件101可以为上下伸缩电机，旋转组件102可以为旋转电机，通过控制机构3对伸缩电机和旋转电机的控制，实现对风炮机构2高度和角度的调整。
30.其中，框架1靠近右面上方的一端设置有功能显示及操控界面302，另一端上部设置有风炮机构2，其中包括了主风炮201以及对称设置在主风炮两侧的副风炮202，功能显示及操控界面302与风炮机构2电连接，因此，可通过功能显示及操控界面302对风炮机构2进行参数调节。框架1内安装有蓄电池11，蓄电池11是整个净化设备的供电装置，同时也可以直接接入市电供电，兼容ac380伏、ac220伏供电。还包括电源转化及保险单元12和电源输出输入单元13，蓄电池11电连接电源输出输入单元13，电源输出输入单元13电连接电源转化及保险单元12，电源输出输入单元13电连接控制机构3。因此，通过上述结构保证了持续供电、安全供电。
31.其中，主风炮201和副风炮202的炮筒2011内均设置有高速风扇2012，炮筒2011的出风口前端安装有负离子发射针模组2013，负离子发射针模组2013用于电离空气产生负离子。还包括第一负离子发生器5和第二负离子发生器6，第一负离子发生器5和第二负离子发生器6均设于框架1内，且第一负离子发生器5电连接主风炮201内的负离子发射针模组2013，第二负离子发生器6电连接副风炮202内的负离子发射针模组2013，第一负离子发生器5和第二负离子发生器6均电连接控制机构3。功能显示及操控界面302与第一负离子发生器5、第二负离子发生器6以及负离子发射针模组2013电相连接。具体的，第一负离子发生器5和第二负离子发生器6的电路实现方式，可以通过负离子发生器电路实现，例如220v市电经整流、限流模组，然后通过可控硅整流器进行控制从而产生振荡，经升压器进行升压后，然后整流得到负120000v的负电压，经负离子发射针模组2013上的放电针对空气放电产生电离，生成负离子，然后利用380v的高速风扇进行送风，距离可以达到25-35米的送风射程。
32.在本实施例中，还包括设于框架内的水泵8和水箱9，水泵8进水口连接水箱9，水泵8出水口通过管道连接喷水雾化模组4，水泵8电连接控制机构3。功能显示及操控界面302与水泵8相连接，主风炮201的出风口外缘上还安装有58cm直径、喷雾头20-25个喷水雾化模组4，水箱9中的水通过水泵8供应给喷水雾化模组4。此实施例中，水箱9为300升容器，更进一步的，其中还可安装自动悬浮报警装置，利用浮球漂浮在水面，然后通过浮球的位置进行水位侦测，提醒及时添水，同时在水箱9可以存放化学分解试剂，与此同时，该喷雾头采用可旋转结构设置，用来针对全方位污染源净化更加有效果。
33.风炮机构2可上下、左右自动和手动控制，现在采用主风炮201的炮筒2011喷雾和两个副风炮202的炮筒2011喷射负离子同步工作的创新思维和技术，改善了输出的风量距离和循环风流和风阻，送风更远，喷雾的距离更远，雾化的水雾更易散开，水雾密度更细小，
与粉尘、烟雾、有毒气体结合更广泛，特别解决了喷水雾化的过程中。可同时输送高浓度的负离子，同时扩散，负离子既可利用自身的特性净化污染的空气，又可与水雾产生带电的荷电水雾更易与空气中带正电荷的污染源结合形成落尘效应，还能与空气的氧结合形成负氧离子，让污染的空气变成清新和舒适。
34.主风炮201与副风炮202不同功能的送风，让风流循环、水的雾化和负离子的功能充分发挥到极至。所以其使用顺序有一定的要求，最先开启主风炮201和副风炮202的高速风扇2012并一直运行，然后开启副风炮202相连的第二负离子发生器6，左、右副风炮202的负离子发射针模组2013（各158根发射针）一直工作，电离空气产生大量的负离子，经由高速风扇2012扩散到空气中，同时开启高压静电发生器7产生吸附功能，主动净化和被动净化双功能互补达到除烟、除尘的效果，此时烟雾粉尘及有害气体的带电荷微尘被结合沉降分解，达到空气净化效果。然后开启喷水雾化模组4的雾化功能，且喷雾头的喷射方向沿吹风方向设置，水雾把各种有毒气体及所有污染源和异味氧化、分解和还原成优质的空气。喷雾头采用直径58cm的圆形管道外置20-25个可调节喷雾粒径大小的喷头，利用喷水电泵大功率输出方式，将水雾化喷洒到空气中，将空气中异味净化还原成优质的空气。
35.在本实施例中， 主风炮201前端26cm处安装有负离子发射针模组2013，且负离子发射针模组2013双层圆型排布的发射针合计214根。左、右副风炮出风口端24cm处安装固定负离子发射针模组2013，且负离子发射针模组2013内有单层圆型排布的158根发射针，主、副负离子发射针均远离出风口前端24-26cm处，腾空裸露的负离子发射针，直接对空气放电，电离空气产生带负电荷的离子。
36.其中，主风炮201出风口前端的负离子发射针模组2013与第一负离子发生器5电连接，第二负离子发生器6与2组设置在副风炮202内的负离子发射针模组2013电连接，且负离子发射针模组2013的放电针尖端指向吹风方向。
37.由上可知，负离子发生器设置有2个，且每个负离子发生器与负离子发射针模组2013独立设置，分别与功能显示及操控界面302电连接。而负离子发射针模组2013的固定架则采用绝缘材料制成，实现负离子发射针模组2013在炮筒2011内的固定。为不影响工作，第一负离子发生器5采用两路输出，第二负离子发生器6采用四路输出，并且相互独立工作，提高工作耗损的安全系数和增加负离子产生更大功效的作用。
38.在本实施例中，炮筒2011的尾部进风口内设置有高压静电磁场网2014，请参阅图1-2，框架1内设置有高压静电发生器7，高压静电发生器7与高压静电磁场网2014电连接；通过高压静电发生器7，根据需要调节至零至十万的正高压电流，通过高压静电磁场网2014产生带正电荷磁场区，由于矿洞的环境通常形成回流风道，并且炮筒2011必须要有进风口才能实现吹风，所以在出风口进行吹风时，形成了风压，使得部分微尘粒子四散开来，同时在进风口处为低压环境，自然而然的会进入到炮筒2011中，如果不进行处理，久而久之则会直接接触到高速风扇2012和负离子发射针模组2013，造成后续的维护困难和损耗。而加入了高压静电磁场网2014之后，通过附加在金属网上的高压静电场，能够将低压环境中的带电荷微尘进行吸附和拦截，所以在负离子喷射和高压静电吸附的两相配合之下，达到高吸附效果。
39.更为具体的一个实施例，高压静电磁场网2014远离高速风扇2012的一侧设置有负离子净化折叠网2015，负离子净化折叠网2015设置有接地电缆和铁链，接地电缆和铁链用
于传导空气静电，具体的，还包括静电屏蔽泄放电路盒14，静电屏蔽泄放电路盒14设于框架1下端接地。由于前端的电离环境产生了大量的空气静电，而且后端的高压静电场也产生了静电，所以空气中是存在大量的静电的，而为了防止这些电荷对人体造成伤害，所以在负压环境中的负离子净化折叠网2015来吸附静电，并通过接地电缆将该电荷导入到大地形成接地，保证使用环境的安全，同时，负离子净化折叠网2015可以吸咐净化空气中的烟雾、粉尘和有毒气体的污染空气。
40.在本实施例中，高压静电磁场网2014靠近尾部进风口设置有负离子净化折叠网2015，负离子净化折叠网2015的直径100cm的圆型栅格孔径也可以起到防撞网的作用。因为在山区，可以防止昆虫等小动物飞入送风筒内。并且，整体的装置采用金属外壳，达到良好的接地效果。
41.在本实施例中，主、副风炮的炮筒2011的尾部进风口的横截面大于炮筒2011的出风口横截面，炮筒2011的内腔有沿吹风方向设置的导流凸起（图中未示出），以形成多条导流风道。
42.应用例在矿洞、遂道放炮后，利用运输车辆把移动式多功能净化设备送至放炮点的三十五米处，将出风口对准烟尘集中的位置，然后开启净化功能。先开启主风炮201和副风炮202内的高速风扇2012，再启动主风炮201的喷水雾化功能，再开启副风炮左右两边的负离子功能，把电压从0调至-100000v的输出电压进行负离子发射，待主风炮201水箱9水喷洒完，再启动主风炮201的负离子功能，把电压从0调至-120000v的输出电压进行负离子发射；再开启主风炮201内的高压静电磁场功能，把高压静电电压从0调至+80000v驱动高压静电磁场网2014的正电荷输出。根据净化的需求调整主、副风炮位置对准烟尘浓度最大位置，使用上下、左右可调节角度的旋转功能，led照明灯15设于框架1上端，led照明灯15的照明从头至尾都开启，以适应矿洞和遂道内的光线黑暗作业和烟尘浓度过高的环境。利用负离子结合烟尘中带电荷的有害气体，达到物理、中和沉降、电性吸附、化学分解的净化效果。而由电离产生的空气中大量静电，被接地的负离子净化折叠网2015进行电荷中和泄放；矿洞和遂道内放炮产生的所有污染源20分钟到45分钟内烟雾粉尘就可以净化完全。然后设备在退出矿洞、遂道的过程中，仍然开启设备中的负离子的喷射功能和高压吸咐荷电功能，对整个矿洞、遂道进行空气净化。
43.1、有效将放炮后产生的烟雾、粉尘、一氧化碳、甲烷、二氧化硫、硫化氢等污染源短时间内起到良好的空气净化效果，为矿洞和遂道的工作人员提供创造一个健康的工作环境。并提前2至6小时进入工作环境，提高工作效率，保障安全生产；2、产生高浓度负离子，利用高速风扇把负离子射程至25至35米远的距离，与烟雾、粉尘产生物理中和沉降、电性吸附、化学分解，瞬间把烟雾、粉尘净化。再利用空气循环返回的未净空气，利用进风口的高压磁场网和负离子接地净化网再一次净化未净空气，达到主动净化和被动净化双功能互补；3、通过把水雾化喷洒射程至20至25米远，把各种有毒气体及所有污染源中和、稀释、分解、还原成优质的空气；4、主风炮的进风口采用金属接地的负离子净化折叠网2015，其中心直径为100cm，外围折叠网为50cm直径，双网展开为150cm直径。副风炮202的进风口左右炮筒2011采用中
心直径35cm，外围折叠网34cm，双网展开为69cm直径，每层网均有不同的设计功效。
44.另外本发明用于矿洞、巷道以及各种场所产生的烟雾、粉尘、有毒气体的空气净化设备，采用的科学净化原理如下：1.利用负离子电性吸附、中和沉降、化学分解的特性；2.高压静电荷电吸附的特性；3.水雾化与污染源结合沉降的特性；4.针对有毒气体配制的专用还原药水还原清新空气的特性。
45.5.改进后的送风系统主机与左右副机送风的科学配置，形成空气良性循环的特性。
46.6.采用新能源电池供电净化设备，同时市电、蓄电池电源均可供电使用，使设备可移动灵活、安全便捷的特性。
47.采用以上六种科学的原理构成净化设备的综合技术净化原理，在具体实施这六种净化原理的过程中，具体技术实施如下：1.通过自主研发的脉冲式升压电路的负离子发生器，采用了新材料、新工艺、技术参数达到了输入220v，四路输出达到了每路负十万伏的电压，通过超导材料及专用合金针对空气放电，从放电端至10米远的距离负离子浓度超过每立方厘米几千多万个。且可根据需要调节输出电压的高低。同样，高压静电发生器也可根据需要自由调节升压至十万伏正高压所需输出电压的高低。
48.2.负离子发射端，采用超导材料石墨烯和专用合金针尖镀金技术和绝缘新材料，以及发射端科学排列布置专用合金针对空裸露放电，释放的负离子达到设计参数的标准，以及发射针寿命的延长，解决了发射针被水雾、化学气体、湿度、温度的氧化腐蚀导致漏电、耗损、寿命短的困扰，以及释放的负离子衰减严重的问题。
49.3.采用了高压静电结合磁场网在风炮内形成风道正电荷区，让未净的空气通过进风口进入风炮筒的正电荷区，对未净的空气再一次附上正电荷，通过高速风扇吹向前端负离子释放区，与负离子结合形成落尘效应，解决了收尘需要积尘滤网和更换滤网产生耗材的困扰。
50.4.采用主风炮送风和两个副风炮送风系统形成循环的工作原理，解决了曾经因矿洞风阻和气压原因，造成一个风炮送风，无法产生风动、风流循环，送风距离短，净化效率慢的困扰；5.通过主风炮把水雾化吹向前端与粉尘、烟雾、有毒气体结合沉降，未结合的多种污染源又与随后而到的负离子中和沉降、电性吸附、化学分解。解决了水雾化时负离子不能同步工作的困扰，现在采用主风炮喷雾和两个副风炮喷射负离子同步工作的创新思维和技术，改善了输出的风量距离和循环风流和风阻，送风更远，喷雾的距离更远，雾化的水雾更易散开，水雾密度更细小，与粉尘、烟雾、有毒气体结合更广泛，特别解决了喷水雾化的过程中，可同时输送高浓度的负离子，同时扩散，负离子既可利用自身的特性净化污染的空气，又可与水雾产生带电的荷电水雾更易与空气中带正电荷的污染源结合形成落尘效应，还能与空气的氧结合形成负离子，让污染的空气变成清新和舒适。主机与副机不同功能的送风，让风流循环、水的雾化和负离子的功能充分发挥到极至。
51.6.采用负离子净化折叠网，工作时把负离子净化折叠网打开，收集污染源面积更
大，收尘更有效果，无需滤网耗材。不工作时又可折叠，达到了占用空间小，操作简单，安全运输方便。
52.7.采用了上下、左右自动旋转风炮机构的自动和手动操控系统。净化空间的角度和净化时间及净化效果更完善了。
53.8.设备的各配套关联电器兼容合一后，完善和优化了各电器和电路的兼容，以及干扰源的屏闭及静电的泄放，各项技术参数均达到安全标准范围。
54.9.采用自主研发的新能源蓄电池，220v输入充电，输出380v和220v两用电压，即可供自身设备电源使用，又可对外输出电源使用，蓄电容量大，节能环保，解决柴油发电机供电、噪声大，产生了大量的一氧化碳和废气，以及用市电、电缆线过长、耗电、不安全、操作放线、收线难的困扰，每次净化耗电费用用在叁拾元以内，达到节能环保的功效。
55.10. 设备可移动，一机多用，既可以针对爆破作业面产生的烟雾、粉尘、有毒气体的专项净化，以可以针对装卸作业面产生的尾气和污染的空气净化，更可以移动对整个矿洞的巷道来回净化空气以及对各种不同场面污染的净化。
56.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。