能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖及马桶的制作方法

本发明涉及一种杀病毒的马桶盖和马桶，具体涉及带有高压脉冲发生组件的马桶盖和马桶。本申请针对申请号为202010093826.2的发明专利《一种能够杀灭传染性病毒的马桶》要求优先权。

背景技术：

马桶是日常生活中经常能接触到的，而且马桶是在家里和公共场所的洗手间必须设置的设施，随着人们对个人卫生以及公共场所卫生的安全越来越重视，因此卫生间的卫生状况越来越重要，卫生间的马桶使用完成后经常滋生各种细菌及病毒，以及在使用后的马桶进行冲水时会把马桶内的各种细菌及病毒通过气流带入马桶外部并对周围环境进行污染，现有技术中还没有出现可以在使用后冲水前通过杀病毒机构进行杀病毒的马桶。

据专家介绍，病毒的一个传播途径是马桶，当人体排泄物中存在病毒时，很容易在充水时形成病毒的扩散传播；同时病毒易在空气中形成气溶胶，这都对人体健康造成潜在威胁。因此，需要在马桶上设置能够消灭病毒的机构，从而保证使用者免受传染性病毒的侵犯。

技术实现要素：

本发明为了解决现有的马桶不能在使用后冲水前通过杀病毒机构进行杀病毒的问题，进而提供能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖及马桶。

本发明为解决上述问题而采用的第一种技术方案是：

一种能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖，包括马桶盖本体，其特征在于：它还包括高压脉冲发生器，所述高压脉冲发生器可拆卸连接安装在马桶盖本体下表面壳体上,所述高压脉冲发生器用于在马桶盖本体闭合时产生高压脉冲电场,马桶盖本体的下表面上设置有把马桶盖本体与马桶座之间的结合面贴合的密封装置。

本发明为解决上述问题而采用的第二种技术方案是：

一种能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，包括所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖，还包括马桶座和控制开关；

马桶盖设置在马桶座上，高压脉冲发生器与控制开关连接，控制开关控制马桶盖闭合时产生高压脉冲电场。

本发明的有益效果是：

1、本申请方案一通过高压脉冲发生器100对现有技术的马桶盖本体进行改装，通过密封装置对马桶盖本体与马桶座之间的结合面密封，且通过安装高压脉冲发生器100对安装马桶盖本体的马桶实现病毒杀死的功能。

2、本申请方案二通过高压脉冲发生器100安装在改进的马桶盖3上，并使马桶盖3扣合在马桶座1上，通过控制开关7控制高压脉冲发生器100进行工作，产生高压脉冲电场。使马桶容腔内的病毒源被杀死。

3、本申请控制开关7与控制器5连接，且控制器5通过控制开关7与外部电源连接，通过开启控制开关7使控制器5控制马桶盖3翻转90°并使马桶盖3扣合在马桶座1上，通过控制器5控制高压脉冲发生器100进行工作，产生高压脉冲电场，使马桶容腔内的病毒源被杀死。

4、控制器5控制马桶盖3翻转90°时马桶盖3上的密封垫圈3-3与马桶座1上端面接触并进行密封。防止杀病毒工作时马桶容腔内的病毒细病毒扩散到马桶外部。

5、本申请高压脉冲发生器100工作完成之后控制器控制存水水箱4内的电动气弹簧4-1伸出端伸长并压缩对应的按键阀，通过按压按键阀控制排水件进行排水。

6、本发明通过将高压脉冲发生器设置于马桶盖上，使高压脉冲发生器在控制器的控制下，在马桶盖自动闭合的情况下在其容腔内形成强电场，从而在马桶冲水前，将排泄物中产生的病毒及在空气中形成的气溶胶先行电离消灭，不造成二次污染，防止病毒的进一步扩散传播。

本发明设计的马桶盖及马桶，尤其适用于传染病高发期可通过坐便器传播疾病的防控，其可有效阻断病毒的一个传播途径。

附图说明

图1是本申请的马桶整体结构主视图；

图2是本申请马桶盖3竖直设置示意图；

图3是马桶盖3扣合在便垫圈2上的主视图；

图4是马桶盖3扣合在便垫圈2上的仰视图；

图5是马桶盖3的主视图；

图6是存水水箱4示意图；

图7是本发明所述高压脉冲发生器的电路逻辑框图；

图8是供电电源的电路原理图；

图9是控制单元的电路原理图；

图10是振荡电路、高压发生电路及高压输出电路的电路原理图；

图11是电极板在马桶盖内表面的布局图；所述电极板包括两对电极；

图12是图11中电极板的仰视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图11说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖，包括马桶盖本体，其特征在于：它还包括高压脉冲发生器100，所述高压脉冲发生器100可拆卸连接安装在马桶盖本体下表面壳体上,所述高压脉冲发生器100用于在马桶盖本体闭合时产生高压脉冲电场,马桶盖本体的下表面上设置有把马桶盖本体与马桶座之间的结合面贴合的密封装置。本申请中将高压脉冲发生器100安装在现有常规的马桶盖本体上，针对现有技术的马桶盖进行改装进而形成能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖。

采用可拆卸方式实现高压脉冲发生器100与马桶盖本体的连接安装，更便于对现有马桶的马桶盖进行改造，从而更利于杀病毒技术在马桶使用中的推广。

具体实施方式二：结合图11说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖，所述密封装置为密封垫，用于在马桶盖本体闭合时与马桶之间密封。

具体实施方式三：下面结合图7-图12说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖，其高压脉冲发生器100，在马桶盖自动闭合时可产生高压脉冲电场，该高压脉冲幅值在10千伏特左右，电流在微安级别。马桶盖本体与高压脉冲发生器100之间设置有隔热绝缘层。电流使马桶容腔内的病毒源被击穿，产生等离子体；通过电离效应，可使病毒发生碳化而被杀死。

本发明能够杀死马桶内排泄物中的病毒及病毒在空气中形成的气溶胶，在病毒性传染病盛行期间可以极大的概率阻断病毒的粪口传播。作为日常生活中的使用，也有利于确保使用者的身体健康。

影响高压脉冲电场杀毒效果的因素包括电场强度、持续时间、及脉冲特性。在实际使用中，可根据情况进行选择设置。

本实施方式中，可以采用各种形式的可产生高压脉冲电场的高压脉冲发生器100实现相应功能，本申请中仅以下具体实例进行示例性说明。

作为示例，结合图7所示，所述高压脉冲发生器100包括供电电源110、控制单元120、振荡电路130、高压发生电路140、高压输出电路150和电极板160，

所述供电电源110用于为控制单元120供电，控制单元120的输出端连接振荡电路130的输入端，振荡电路130的输出端连接高压发生电路140的输入端，高压发生电路140的输出端连接高压输出电路150的输入端，高压输出电路150的输出端连接电极板160的两端。

本实施方式中，可采用交流220v电源通过供电电源110后为控制单元120提供6v直流电供电。控制单元120控制振荡电路130的运行；当振荡电路130产生脉冲信号输出后，通过高压发生电路140产生高压脉冲，并通过高压输出电路150输出到电极板160上，使其放电，杀灭病毒源。

在实际使用中，可借助结构的支撑使电极板160能够被放置到马桶中，从而使强电场能够在马桶容腔的最大范围内发挥作用。

作为示例，结合图8所示，所述供电电源110的电路结构包括：

交流220v电源通过保险器rd后进入电源变压器b0初级线圈，保险器rd与插接头p1之间连接电容c1，电阻r1与电容c1并联；电源变压器b0次级线圈连接桥式整流器d1-4，桥式整流器d1-4的正极输出端连接电感线圈l的一端，电感线圈l的另一端连接外接插座cz，由外接插座cz引出插接头p3；电感线圈l的另一端通过电容c2接地；桥式整流器d1-4的负极输出端引出插接头p2；所述桥式整流器d1-4由四个整流二极管连接形成。

作为示例，结合图9所示，控制单元120连接在插接头p2和插接头p3之间；

所述控制单元120的电路结构包括：

插接头p2和插接头p3之间连接电容c32；

插接头p3与三极管t2的集电极之间连接电阻r6；三极管t2的集电极连接插接头p1，三极管t2的发射极连接插接头p2；

三极管t1的集电极连接插接头p3，发射极通过电阻r5连接三极管t2的基极，基极通过电阻r4连接双输入与非门集成块ic芯片的引脚10；

按键开关k1与电容c31并联后，一端连接插接头p2，另一端通过电阻r3连接双输入与非门集成块ic芯片的引脚4，并且引脚4与引脚12和引脚13连接；

按键开关k2一端连接插接头p2，另一端通过电阻r2连接双输入与非门集成块ic芯片的引脚3，引脚1与引脚2连接，引脚5与引脚6连接，引脚7连接插接头p2，引脚8、9及11连接；引脚14连接插接头p3。

作为示例，结合图10所示，所述振荡电路130的电路结构包括：

电容c4连接在插接头p1与高频振荡变压器b2次级的终端p0之间；电容c5与电阻r7串联后与电容c4并联；高频振荡变压器b1初级上部线圈终端连接所述终端p0；高频振荡变压器b1初级上部线圈始端连接三极管t3的集电极，三极管t3的发射极连接插接头p1，三极管t3的基极通过电阻r8连接高频振荡变压器b1初级下部线圈终端，所述初级下部线圈始端连接在电容c5与电阻r7之间；

高压发生电路140的电路结构包括：

高频振荡变压器b1次级线圈终端连接插接头p1，始端连接整流二极管d1的阳极，整流二极管d1的阴极连接电阻r9的一端，电阻r9的另一端连接电容c9的一端，电容c9的另一端连接高频振荡变压器b2的初级线圈始端；

电阻r9的另一端连接硅整流管ks的阳极，硅整流管ks的阴极连接插接头p1；硅整流管ks的控制极通过电阻r10连接插接头p1，同时连接双向触发管sf的一端，双向触发管sf的另一端通过电容c6连接插接头p1，双向触发管sf的另一端同时通过电阻r10连接硅整流管ks的阳极；

高压输出电路150的电路结构包括：

插接头p1与三级管t4的基极之间依次连接电阻r11和电阻r12，电容c8与电阻r12并联，插接头p1与三级管t4的基极之间连接电阻r13，三级管t4的发射极连接插接头p1，三级管t4的集电极通过电容c7连接插接头p1；

三级管t4的集电极连接二极管d2的阴极，二极管d2的阳极连接高频振荡变压器b2初级线圈中心抽头，高频振荡变压器b2初级线圈终端连接插接头p1；高频振荡变压器b2次级线圈的两个输出端之间连接电极板160。所述电极板160即为图10中的q。

本实施方式中，双输入与非门集成块ic芯片的型号可以为cd4011bd。控制单元120利用双输入与非门电路原理，控制振荡电路130的启动与停止。振荡电路130启动后，能输出脉冲信号到高压发生电路140产生高压脉冲，并经高压输出电路150输出到电极板160向马桶容腔内放电，从而歼灭病毒。

进一步，结合图7所示，所述高压脉冲发生器100还包括备用电源170，所述备用电源170用于在供电电源110故障的情况下，为控制单元120供电。

为了保证高压脉冲发生器100的正常运行，设置了备用电源170，以保证在断电等情况下设备的正常使用。

结合图11至图12所示，为了达到更好的灭毒效果，本实施方式中的电极板160可以包括一号阴极板161、二号阴极板162、一号阳极板163、二号阳极板164、阴极金属丝165和阳极金属丝166，

一号阴极板161、二号阴极板162、一号阳极板163和二号阳极板164沿马桶盖本体下表面的外轮廓布局，一号阴极板161和二号阴极板162正对设置，一号阴极板161和二号阴极板162之间连接相互平行并紧密排布的多根阴极金属丝165；一号阳极板163和二号阳极板164正对设置，一号阳极板163和二号阳极板164之间连接相互平行并紧密排布的多根阳极金属丝166；

多根阴极金属丝165形成阴极电网，多根阳极金属丝166形成阳极电网，阴极电网和阳极电网按十字方式交错，并且形成正对的上下两层，其间距不大于2mm；

阴极电网中相邻阴极金属丝165之间的间距不大于2mm；阳极电网中相邻阳极金属丝166之间的间距不大于2mm。

为了使两层电网之间形成的电场能够更有效的击穿其间的病毒或病毒在空气中形成的气溶胶，把气体电离，杀灭病毒，又能确保空气流通，需使两层电网之间的间距不大于2mm；同样，对于其中任一层电网来说，需使相邻金属丝之间的距离不大于2mm。

由于两层电网之间或者相邻导电金属丝之间距离越小，电场会相应的增强，因此，在实际使用中，可在保证安全的基础上，尽量缩小相应的间距，从而获得更好的杀病毒效果。

具体实施方式四：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，包括具体实施方式一至三中所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶盖，还包括马桶座1和控制开关7；

所述马桶盖本体包括马桶盖3，高压脉冲发生器100安装在马桶盖3内部壳体上，马桶盖3设置在马桶座1上，高压脉冲发生器100与控制开关7连接，控制开关7控制马桶盖3闭合时产生高压脉冲电场。

具体实施方式五：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，它还包括存水水箱4和控制器5，马桶盖3和存水水箱4均与控制器5连接，高压脉冲发生器100通过控制器5与控制开关7连接，用于马桶盖3闭合时在控制器5控制下启动，产生高压脉冲电场，马桶盖3闭合时在控制器5控制下启动存水水箱4冲水。通过控制开关7控制控制器5进行工作，控制器5通过控制开关7与外部电源连接。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，控制器5中设置有延时程序和计时器程序，以实现控制开关7向控制器5发出信号后，延时一段时间，以确保马桶盖3盖合在马桶座1后，才启动高压脉冲发生器100；高压脉冲发生器100工作到指定时间后，在计时器程序的控制下高压脉冲发生器100关闭后，才允许冲水。其它与具体实施方式五相同。

其它与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，它还包括座便垫圈2、盖体3-1、第一双向输出翻转电机3-2和密封垫圈3-3，座便垫圈2设置在马桶座1上，马桶盖3扣合在座便垫圈2上，座便垫圈2包括垫圈2-1和第二双向输出翻转电机2-2；第二双向输出翻转电机2-2两端的转轴均与垫圈2-1上的连接耳板固定连接，第二双向输出翻转电机2-2与控制器5连接；第一双向输出翻转电机3-2壳体固定安装在马桶座1上，第一双向输出翻转电机3-2两端的转轴均与盖体3-1的连接耳板固定连接，密封垫圈3-3固定安装在盖体3-1上，高压脉冲发生器100安装在盖体3-1上，第一双向输出翻转电机3-2与控制器5连接。

第一双向输出翻转电机3-2为正反转电机，为深圳市澳科斯电子有限公司生产。第一双向输出翻转电机3-2正反向转动时转动角度为90°，第一双向输出翻转电机3-2的转轴转动带动盖体3-1在马桶座1上开启和扣合，盖体3-1开启时盖体3-1与马桶座1上端面垂直设置，盖体3-1扣合时盖体3-1与马桶座1上端面平行设置，且通过嵌装在盖体3-1上的密封垫圈3-3将盖体3-1与马桶座1上端面之间形成密封，密封垫圈3-3为塑料或橡胶材料制成，第二双向输出翻转电机2-2为正反转电机，为深圳市澳科斯电子有限公司生产，第二双向输出翻转电机2-2正反向转动角度为90°，第二双向输出翻转电机2-2转动带动垫圈2-1竖直设置和水平设置，使座便垫圈2进行工作，垫圈2-1水平设置时盖体3-1扣合在座便垫圈2外部。其它与具体实施方式五相同。

具体实施方式八：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，存水水箱4包括箱体、进水件、排水件、两个按键阀和两个电动气弹簧4-1；进水件、排水件、按键阀和两个电动气弹簧4-1安装在箱体内，两个电动气弹簧4-1均竖直固定安装在箱体顶端上，每个电动气弹簧4-1的伸出端对应一个按键阀设置，每个电动气弹簧4-1均与控制器5连接。每个电动气弹簧4-1工作时电动气弹簧4-1的伸出端伸长并压缩对应的按键阀，通过按压按键阀控制排水件进行排水，其它与具体实施方式五相同。

电动气弹簧4-1生产厂家为台湾山耐斯气动科技有限公司，型号为mal系列。

具体实施方式九：结合图1-图4说明本实施方式，本实施方式所述能杀死传染性病毒并阻止其扩散的马桶，它还包括接触开关3-4和接触开关触点6，接触开关3-4安装在盖体3-1上，接触开关触点6安装在马桶座1上端面上，且接触开关触点6与接触开关3-4对应设置，接触开关3-4与控制器5连接。盖体3-1水平设置时接触开关3-4设置在接触开关触点6上方并与接触开关触点6对应设置，通过接触开关触点6控制接触开关3-4开启，接触开关3-4开启并将控制信号反馈至控制器5，并通过控制器5控制高压脉冲发生器100进行工作，产生高压脉冲电场。其它与具体实施方式四相同。接触开关3-4为浙江比克电器有限公司生产，型号为lj12a-5-z/bx。

本申请中控制开关7上设有五个按键开关，五个按键开关均与控制器5连接，控制器5通过编程实现以下功能；控制器5可以采用mcs-51系列的80c51单片机实现，

按动按键一使其与控制器5连接并控制控制马桶盖3由水平向竖直方向旋转，同时控制座便垫圈2由水平向竖直方向旋转。该按键是不需要冲水时的使用。

按动按键二使其与控制器5连接并控制座便垫圈2由竖直方向向水平方向旋转。该按键是不需要冲水时的使用。

按动按键三使其与控制器5连接并控制马桶盖3由水平向竖直方向旋转。该按键是不需要冲水时的使用。

按动按键四使其与控制器5连接并控制盖体3-1由竖直方向向水平方向旋转，盖体3-1水平盖在马桶座1上，盖体3-1水平设置时接触开关触点6控制接触开关3-4开启，并通过接触开关3-4将控制信号反馈至控制器5并控制高压脉冲发生器100进行工作，高压脉冲发生器100工作完成后将工作信号反馈至控制器5。控制器5控制存水水箱4内的一个电动气弹簧4-1的伸出端伸出并按动存水水箱4内的一个按键阀出水，对马桶进行冲刷。如果接触开关触点6与控制接触开关3-4之间处于脱离状态时，控制器5不会向电动气弹簧4-1发出动作指令。

按动按键五使其与控制器5连接并控制盖体3-1由竖直方向向水平方向旋转，盖体3-1水平盖在马桶座1上，盖体3-1水平设置时接触开关触点6控制接触开关3-4开启，并通过接触开关3-4将控制信号反馈至控制器5并控制高压脉冲发生器100进行工作，高压脉冲发生器100工作完成后将工作信号反馈至控制器5，控制器5控制存水水箱4内的另一个电动气弹簧4-1的伸出端伸出并按动存水水箱4内的另一个按键阀出水，对马桶进行冲刷。如果接触开关触点6与控制接触开关3-4之间处于脱离状态时，控制器5不会向电动气弹簧4-1发出动作指令。

按键五中按键阀出水出水量大于按键四中按键阀出水的出水量，按键四中按键阀能够节约用水的效果。

具体实施方式十：本实施方式与上述各实施方式的不同之处是，它还包括绝缘材料层，所述马桶盖本体具有向下扣合在马桶上环形面外缘的伞沿，所述绝缘材料层置于马桶盖本体下表面上并把高压脉冲发生器100与马桶盖本体电气绝缘隔离，所述绝缘材料层向下延伸至马桶盖本体伞沿的内表面与马桶外壁之间。如此设置，避免电路的漏电事故伤害用户，对用户使用时的安全性能够完全保障。

本发明主要是利用活性氧技术来杀死传染性病毒。活性氧是一种强氧化剂，具有广泛杀灭微生物作用，包括细菌、芽胞、病毒、真菌等，其杀灭速度较氯快600—3000倍。近年来，由于科学技术发展，活性氧(ros)在消毒方面应用有新的发展，如水、空气、物体表面、食品、蔬菜的消毒等，目前在工业和农业中灭菌也有应用。

活性氧(ros)对微生物的杀灭作用主要依靠其强氧化作用。活性氧(ros)是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体、细菌芽孢、病毒、真菌，对原虫及其卵囊也有很好的杀灭作用，还可破坏细菌毒素、乙肝表面抗原等。通过活性氧的强氧化性，对蛋白质进行损伤。活性氧对蛋白质的作用包括修饰氨基酸，使肽链断裂，形成蛋白质的交联聚合物，改变构像和免疫原性等5个方面。

高压脉冲电场产生活性氧详见以下相关专利。cn1446615-活性氧高压窄脉冲发生装置；cn1450002-超小型活性氧净水器；cn2899797-水幕式空气消毒净化装置；cn103922459a-一种水力空化协同高浓度活性氧制备羟自由基的方法；cn109569230a-基于高压窄脉冲的高能活性氧离子发生器。

在本实施例中，高压脉冲电场的放电输出参数，限制在高电压、低电流上。两个电极之间的脉冲电压的幅值为1000伏特至2000伏特之间。电极放电时的电流在微安级别，脉冲宽度在100纳秒-20微秒左右，电极之间的距离小于2毫米，因此在脉冲来临时出现的是电晕放电，不会产生高温和弧光，不会伤害马桶等设备，不会伤害使用的人员。