空气净化系统的制作方法

文档序号:11380211阅读:184来源:国知局

本实用新型涉及空气净化技术领域,尤其涉及一种空气净化系统。



背景技术:

在一些情况下,工作人员须在染毒的环境中工作,例如,在核污染的环境中进行各种试验等。为了保障人身安全,工作人员通常在方舱(移动箱式车)内工作,同时,通过空气净化系统向方舱内不断地输送过滤后的洁净空气,以使工作人员可以在舱内正常工作。

现有技术中,空气净化系统包括一可再生单元,由该可再生单元中的吸附剂对空气中的有毒物质进行吸附,然后将过滤后的洁净空气输送至方舱内。具体在工作时,染毒空气进入可再生单元中,吸附剂对有毒物质进行吸附,然后将过滤后的洁净空气输送至方舱,当被吸附的有毒物质达到饱和时,可再生单元停止吸附而进入脱附状态,实现对有毒物质的回收,以此往复循环,从而使工作人员可以在舱内正常工作。

然而,由于有毒物质达到饱和时,可再生单元须停止吸附而进入脱附状态,即当可再生单元处于脱附状态时,不能产生洁净空气,直到脱附结束后,才能继续进行吸附而产生洁净空气,工作效率较底,且工作人员的工作安全性较低。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型实施例提供一种空气净化系统,主要目的是提高工作效率,进而提高工作人员的工作安全性。

为达到上述目的,本实用新型主要提供如下技术方案:

本实用新型实施例提供了一种空气净化系统,用于向方舱内输送洁净空气, 包括可再生系统,所述可再生系统包括:

风机;

第一可再生单元,其第一端口通过第一控制阀与所述风机连接,所述第一可再生单元的第二端口与所述方舱连接,所述第一可再生单元的第三端口处设置有第二控制阀;

第二可再生单元,其第一端口通过第三控制阀与所述风机连接,所述第二可再生单元的第二端口与所述方舱连接,所述第二可再生单元的第三端口处设置有第四控制阀;

第一加热单元和第二加热单元;

控制单元,与所述第一加热单元、所述第二加热单元、所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀和所述第四控制阀均连接,用于控制所述第二控制阀和所述第三控制阀开启,所述第一控制阀和所述第四控制阀关闭,以及所述第一加热单元为所述第一可再生单元的活性炭床加热,或者,控制所述第一控制阀和所述第四控制阀开启,所述第二控制阀和所述第三控制阀关闭,以及所述第二加热单元为所述第二可再生单元的活性炭床加热,使所述第一可再生单元和所述第二可再生单元循环交替处于吸附状态和脱附状态。

具体地,所述可再生系统还包括压力传感器,所述压力传感器设置于所述方舱内,且与所述控制单元连接,用于检测所述方舱内的风压;

所述风机与所述控制单元连接,所述控制单元还用于接收所述压力传感器检测的风压值,并判断当所述风压值小于第一预设值时,控制所述风机的转速增加,当所述风压值大于或等于所述第一预设值时,控制所述风机的转速减小。

具体地,所述可再生系统还包括第一温度传感器和第二温度传感器,所述第一温度传感器与所述控制单元连接,用于检测所述第一可再生单元的活性炭 床的第一温度,所述第二温度传感器与所述控制单元连接,用于检测所述第二可再生单元的活性炭床的第二温度;

所述控制单元还用于接收所述第一温度传感器检测的第一温度值或所述第二温度传感器检测的第二温度值,并判断当所述第一温度值或所述第二温度值小于第二预设值时,控制所述第一加热单元为所述第一可再生单元的活性炭床加热,或所述第二加热单元为所述第二可再生单元的活性炭床加热,当所述第一温度值或所述第二温度值大于或等于所述第二预设值时,控制所述第一加热单元停止为所述第一可再生单元的活性炭床加热,或所述第二加热单元停止为所述第二可再生单元的活性炭床加热。

具体地,所述可再生系统还包括第一单片机;

所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第四控制阀和所述压力传感器均通过所述第一单片机与所述控制单元连接。

进一步地,该空气净化系统还包括空调系统,所述空调系统包括室内机模

块和与所述室内机模块配合使用的室外机模块;

所述室内机模块包括第三温度传感器和加热器,所述第三温度传感器和所述控制单元连接,用于检测所述方舱内的第三温度,所述加热器与所述控制单元连接,用于为所述方舱制热;

所述室外机模块包括压缩机,所述压缩机与所述控制单元连接,用于为所述方舱制冷;

所述控制单元还用于接收所述第三温度传感器检测到的第三温度值,并判断当所述第三温度值小于第三预设值时,控制所述加热器制热,当所述第三温度值大于或等于所述第三预设值时,控制所述加热器停止制热;或者,当所述第三温度值大于或等于第四预设值时,控制所述压缩机制冷,当所述第三温度 值小于所述第四预设值时,控制所述压缩机停止制冷;

所述第三预设值小于所述第四预设值。

具体地,所述室外机模块还包括第四温度传感器,所述第四温度传感器与所述控制单元连接,用于检测所述方舱外的第四温度;

所述控制单元还用于接收所述第四温度传感器检测到的第四温度值,并判断当所述第四温度值大于或等于第五预设值时,控制所述加热器停止制热,当所述第四温度值小于或等于第六预设值时,控制所述压缩机停止制冷。

具体地,所述室内机模块还包括第二单片机,所述加热器和所述第三温度

传感器均通过所述第二单片机与所述控制单元连接;

所述室外机模块还包括第三单片机,所述压缩机和所述第四温度传感器均通过所述第三单片机与所述控制单元连接。

进一步地,该空气净化系统还包括:

人机交互单元,与所述控制单元连接。

具体地,所述人机交互单元为人机界面。

借由上述技术方案,本实用新型空气净化系统至少具有以下有益效果:

本实用新型实施例提供的空气净化系统,当控制单元控制第二控制阀和第三控制阀开启,第一控制阀和第四控制阀关闭,第一加热单元为第一可再生单元的活性炭床加热时,第一可再生单元的活性炭床所吸附的有毒物质被加热析出,同时,风机将染毒空气抽送至第二可再生单元进行吸附过滤,并将过滤后的大部分洁净空气送至方舱,小部分洁净空气则进入第一可再生单元内将析出的有毒物质通过第二控制阀排出;同理,当控制单元控制第二控制阀和第三控制阀关闭,第一控制阀和第四控制阀开启,第二加热单元为第二可再生单元的活性炭床加热时,第一可再生单元将过滤后的大部分洁净空气送至方舱,小部 分洁净空气进入第二可再生单元内将加热析出的有毒物质通过第四控制阀排出,从而使得第一可再生单元和第二可再生单元能够循环交替处于吸附状态和脱附状态,换句话说,该空气净化系统在工作时,第一可再生单元和第二可再生单元可以循环保持着一个为吸附状态,另一个为脱附状态,使得其每一个循环中均存在一个可再生单元能够吸附空气中的有毒物质,不会存在活性炭床达到饱和,而必须停止吸附状态而处于脱附状态的情况,提高了工作效率,提高了工作人员的工作安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种空气净化系统的结构框图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对依据本实用新型申请的空气净化系统的具体实施方式、结构、特征及其功效,详细说明如后。在下述说明中,不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外,一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示,本实用新型实施例提供了一种空气净化系统,用于向方舱内输送洁净空气,包括可再生系统1,该可再生系统1包括风机11;第一可再生单元12,其第一端口通过第一控制阀14与风机11连接,第一可再生单元12的第二端口与方舱18连接,第一可再生单元12的第三端口处设置有第二控制阀16;第二可再生单元13,其第一端口通过第三控制阀15与风机11连接,第二可再生单元13的第二端口与方舱18连接,第二可再生单元13的第三端口处设置有第四控制阀17;第一加热单元111和第二加热单元112;控制单元2,与第一加热单元111、第二加热单元112、第一控制阀14、第二控制阀16、第三控制 阀15和第四控制阀17均连接,用于控制第二控制阀16和第三控制阀15开启,第一控制阀14和第四控制阀17关闭,以及第一加热单元111为第一可再生单元12的活性炭床加热,或者,控制第一控制阀14和第四控制阀17开启,第二控制阀16和第三控制阀15关闭,以及第二加热单元112为第二可再生单元13的活性炭床加热,使第一可再生单元12和第二可再生单元13循环交替处于吸附状态和脱附状态。

该空气净化系统的可再生系统1中,第一可再生单元12和第二可再生单元13的第一端口可以通过两个管路与风机11连接,而第一控制阀14和第三控制阀15分别设置在两个管路上,同时,可以在两个管路内设置与控制单元2连且用于检测管路内压力值的压力传感器,并由控制单元2根据设定值与所述压力值的大小,来调节风机11的转速,以使得染毒空气既能够通过管路顺利进入第一可再生单元12和第二可再生单元13,又不会对第一可再生单元12和第二可再生单元13的内部结构造成损坏;同时,第二控制阀16和第四控制阀17的出口端可以连接回收装置,以使得经第一可再生单元12和第二可再生单元13脱附排出的有毒物质可以妥善回收,避免造成污染;而且,可以将第二控制阀16和第四控制阀17由一与控制单元2连接的三通控制阀代替,并将三通控制阀的两个入口分别与第一可再生单元12和第二可再生单元13的第三端口连接,其出口与回收装置连接,通过控制单元2选择三通阀的相应入口开通或关闭,来实现第一可再生单元12和第二可再生单元13循环交替处于吸附状态和脱附状态,使得该空气净化系统的结构简单,使用方便。其中,控制单元2可以为PLC可编程控制器,而第一可再生单元12和第二可再生单元13的结构为现有技术中的常用技术,这里不进行详述。

具体在实施时,参见图1,该空气净化系统的可再生系统1的控制流程可以 为:控制单元2控制第二控制阀16和第三控制阀15开启,第一控制阀14和第四控制阀17关闭,延时15秒,开启风机11,第一加热单元111开始为第一可再生单元12的活性炭床加热,使得第一可再生单元12处于脱附状态,第二可再生单元13处于吸附状态;当第一可再生单元12的活性炭床温度达到一定温度后,控制第一加热单元111停止为第一可再生单元12的活性炭床加热,此时,第二控制阀16开启到最大;待四小时后,关闭风机11,控制单元2控制第二控制阀16和第三控制阀15关闭,第一控制阀14和第四控制阀17开启,延时15秒,开启风机11,第二加热单元112开始为第二可再生单元13的活性炭床加热,使得第二可再生单元13处于脱附状态,第一可再生单元12处于吸附状态,当第二可再生单元13的活性炭床的温度达到一定温度后,控制第二加热单元112停止为第二可再生单元13的活性炭床加热,此时,第四控制阀17开启到最大,待四小时后,延时30秒,关闭风机11,至此完成一个循环。

本实用新型实施例提供的空气净化系统,当控制单元控制第二控制阀和第三控制阀开启,第一控制阀和第四控制阀关闭,第一加热单元为第一可再生单元的活性炭床加热时,第一可再生单元的活性炭床所吸附的有毒物质被加热析出,同时,风机将染毒空气抽送至第二可再生单元进行吸附过滤,并将过滤后的大部分洁净空气送至方舱,小部分洁净空气则进入第一可再生单元内将析出的有毒物质通过第二控制阀排出;同理,当控制单元控制第二控制阀和第三控制阀关闭,第一控制阀和第四控制阀开启,第二加热单为第二可再生单元的活性炭床加热时,第一可再生单元将过滤后的大部分洁净空气送至方舱,小部分洁净空气进入第二可再生单元内将加热析出的有毒物质通过第四控制阀排出,从而使得第一可再生单元和第二可再生单元能够循环交替处于吸附状态和脱附状态,换句话说,该空气净化系统在工作时,第一可再生单元和第二可再生单 元可以循环保持着一个为吸附状态,另一个为脱附状态,使得其每一个循环中均存在一个可再生单元能够吸附空气中的有毒物质,不会存在活性炭床达到饱和,而必须停止吸附状态而处于脱附状态的情况,提高了工作效率,提高了工作人员的工作安全性。

该空气净化系统能够在染毒的环境下为方舱18内输送经过过滤的洁净空气,使得工作人员能够在方舱18内正常工作,为了更加有效地对方舱18进行防护,参见图1,该空气净化系统的可再生系统1还包括压力传感器114,设置于方舱18内,且与控制单元2连接,用于检测方舱18内的风压;风机11与控制单元2连接,该风机11可以为调速风机11,控制单元2还用于接收压力传感器114检测的风压值,并判断当风压值小于第一预设值时,控制风机11的转速增加,当风压值大于或等于第一预设值时,控制风机11的转速减小,使得方舱18内的压力值始终处于第一预设值,该第一预设值可以为使方舱18内能够建立一定的超压的范围值,防止了染毒空气通过方舱18的缝隙进入方舱18内,从而有效地实现了对方舱18的封闭式防护。而且,在第一可再生单元12和第二可再生单元13的吸附状态和脱附状态的每一次交替循环中,风机11开启后,控制单元2便调节风机11的转速,使方舱18内的压力达到第一预设值,以在方舱18内建立超压,直至风机11关闭。其中,第一预设值可以为300-500Pa。

为了保证第一可再生单元12和第二可再生单元13能够脱附完全,使有毒物质能够完全排除,以提高其进入下一次循环时的吸附效率,参见图1,该空气净化系统的可再生系统1还包括与控制单元2连接的第一温度传感器110,用于检测第一可再生单元12的活性炭床的第一温度;以及与控制单元2连接的第二温度传感器112,用于检测第二可再生单元13的活性炭床的第二温度;控制单元2还用于接收第一温度传感器110检测的第一温度值或第二温度传感器112 检测的第二温度值,并判断当第一温度值或第二温度值小于第二预设值时,控制第一加热单元111为第一可再生单元12的活性炭床加热,或第二加热单元112为第二可再生单元13的活性炭床加热,当第一温度值或第二温度值大于或等于第二预设值时,控制第一加热单元111停止为第一可再生单元12的活性炭床加热,或第二加热单元112停止为第二可再生单元13的活性炭床加热,使得循环过程中的第一可再生单元12或第二可再生单元13的活性炭床的温度能够维持在第二预设值,该第二预设值可以为能够将第一可再生单元12或第二可再生单元13的活性炭床在上一次循环中所吸附的有毒物质完全脱附的温度值。其中,第二预设值可以为120℃,而且,在第一可再生单元12和第二可再生单元13的吸附状态和脱附状态的交替循环中,当第一可再生单元12的活性炭床温度达到120℃后,可以保温30分钟,以进一步保证有毒物质的完全脱附,控制单元2再控制第一加热单元111停止为第一可再生单元12的活性炭床加热,同样地,当第二可再生单元13的活性炭床温度达到120℃后,亦可以保温30分钟,控制单元2再控制第一加热单元111停止为第一可再生单元12的活性炭床加热。

具体地,该空气净化系统的可再生系统1还可以包括均通过其RS-485端口与控制单元2的RS-485端口连接的第一温度控制器和第二温度控制器,其中,第一温度控制器的温度采集单元可以作为前述的第一温度传感器110,第二温度控制器的温度采集单元可以作为前述的第二温度传感器112,同时,第一温度控制器和第二温度控制器的可控硅驱动器可以分别通过与控制单元2连接的两个可控硅对第一可再生单元12和第二可再生单元13的活性炭床加热,使得两个可控硅分别作为前述的第一加热单元111和第二加热单元112,通过采用温度控制器和可控硅的配合为第一可再生单元12和第二可再生单元13的活性炭床加热,可以改变活性炭床的电流波形,从而减小由于活性炭床的小内阻而引起的 大电流,进而提高使用安全性。

为了使用更方便,参见图1,该空气净化系统的可再生系统1还包括第一单片机115;第一控制阀14、第二控制阀16、第三控制阀15、第四控制阀17和压力传感器114均通过第一单片机115与控制单元2连接。其中,第一单片机115可以通过其CAN通讯端口与控制单元2的CAN通讯端口连接,使得第一控制阀14、第二控制阀16、第三控制阀15、第四控制阀17和压力传感器114通过一根数据线便可以与方舱18内的控制单元2实现连接,安装更方便。

为了使方舱18内的工作人员能够在更加舒适的环境中工作,参见图1,该空气净化系统还包括空调系统3,该空调系统3包括室内机模块31和与室内机模块31配合使用的室外机模块32;其中,室内机模块31包括与控制单元2连接的加热器312和第三温度传感器311,加热器312用于为方舱18制热,第三温度传感器311用于检测方舱18内的第三温度;室外机模块32包括与控制单元2连接的压缩机322,用于为方舱18制冷;第三温度传感器311与控制单元2连接,用于检测方舱18内的第三温度;控制单元2还用于接收第三温度传感器311检测到的第三温度值,并判断当第三温度值小于第三预设值时,控制加热器312制热,当第三温度值大于或等于第三预设值时,控制加热器312停止制热;或者,当第三温度值大于或等于第四预设值时,控制压缩机322制冷,当第三温度值小于第四预设值时,控制压缩机322停止制冷;所述第三预设值小于第四预设值。通过空调系统3调节方舱18内的环境温度,使方舱18内的温度始终处于合适的温度范围内,减小了温度对方舱18内仪器设备和工作人员的影响,确保方舱18处于或穿越有毒气体区域时,舱内的工作人员能够在舒适的环境中工作,以及仪器设备能够正常运转。其中,第三预设值可以为14-24℃,第四预设值可以为25-30℃。当然,室内机模块31和室外机模块32还可以分别 包括与控制单元2连接的室内风机11,当加热器312被启动时,室内风机11被启动,通过室内风机11散发的风扩散加热器312产生的热量,当压缩机322被启动时,室外风机11被启动,通过室外风机11散发的风为压缩机322散热。

为了使空调系统3能够更加可靠地调节方舱18内的环境温度,参见图1,该室外机模块32还包括第四温度传感器321,该第四温度传感器321与控制单元2连接,用于检测方舱18外的第四温度;控制单元2还用于接收第四温度传感器321检测到的第四温度值,并判断当第四温度值大于或等于第五预设值时,控制加热器312停止制热,当第四温度值小于或等于第六预设值时,控制压缩机322停止制冷。避免了当方舱18外的温度较高时,加热器312被启动;以及方舱18外的温度较低时,压缩机322被启动的现象,从而使得空调系统3可以更加可靠地调节方舱18内的环境温度。换句话说,第四温度传感器321的设置是为空调系统3的运行设置了启动条件,当方舱18外的温度大于或等于第五预设值时,不能启动加热器312进行制热;方舱18外的温度小于或等于第六预设值时,不能启动压缩机322制冷,只有当方舱18外的温度满足上述启动条件时,加热器312或压缩机322才能被启动,空调系统3才能进入前述的自动运行状态。其中,第五预设值可以为14-24℃,第六预设值可以为25-30℃。

为了使用更方便,参见图1,室内机模块31还包括第二单片机313,加热器312和前述的第三温度传感器311均通过第二单片机313与控制单元2连接;室外机模块32还包括第三单片机323,压缩机322和前述的第四温度传感器321均通过第三单片机323与控制单元2连接。其中,第二单片机313和第三单片机323均可以通过其CAN通讯端口与控制单元2的CAN通讯端口连接,使得加热器312和室内风扇等部件,以及压缩机322和室外风扇等部件通过一根数据线便可以与方舱18内的控制单元2连接,安装更方便。

其中,为了提高该空调系统3的制热及制冷效率,可以设置两个室内机模块31和两个室外机模块32,制热时,根据舱内温度依次开启两个加热器312,使两个加热器同时制热,使方舱18内的温度快速达到预设值,制热完毕后,两个加热器根据舱内温度依次关闭;制冷时,根据舱内温度依次开启两个压缩机,使两个压缩机同时制冷,使方舱18内的温度快速达到预设值,制冷完毕后,两个压缩机根据舱内温度依次关闭。具体在实施时,该空调系统3的具体控制流程可以为:机组上电以后,选择制冷制热模式启动空调机组。初始启动时:舱外温度≤27℃时,不能启动空调(可调范围25—30),舱外温度≥20℃时,不能启动暖风(可调范围14—24),满足启动条件时,制冷或制热启动,然后进入自动运行状态。(顺序启动两个室内机模块31和两个室外机模块32)如果不满足启动条件时,制冷或制热则不能启动,机组也不能进入自动运行状态。制冷模式:舱内温度≤27-1℃时,停止一个室外机模块32制冷,内温≤27-2℃时,停止另一个室外机模块32制冷,舱内温度≥27+1℃时,启动一个室外机模块32制冷,舱内温度≥27+2℃时,启动另一个室外机模块32制冷;开启一个室外机模块32:顺序启动室外风机和压缩机,间隔2-5秒;开启另一个室外机模块32:顺序启动室外风机和压缩机,间隔2-5秒;制热模式:舱内温度≥20+1℃时,停止一个室内机模块31制热,舱内温度≥20+2℃时,停止另一个室内机模块31制热,舱内温度≤20-1℃时,启动一个室内机模块31制热,舱内温度≤20-2℃时,启动另一个室内机模块31制热;开启一个室内机模块31:顺序启动室内风机和加热器;开启另一个室内机模块31:顺序启动室内风机和加热器;制热模式超温保护:(可调范围80-200℃),一个室内机模块31的电加热温度≥100℃时,停止加热器,电加热温度≤100-50℃时,启动加热器;另一个室内机模块31的电加热温度≥100℃时,停止加热器,电加热温度≤100-50℃时,启动加热 器,连续三次发生超温保护时,则停止加热器,并发出报警信号。

为了提高该空气净化系统的使用便捷性,参见图1,该空气净化系统还包括与控制单元2连接的人机交互单元,工作人员可以通过人机交互单元与整个系统进行信息交换。具体地,该人机交互单元可以为人机界面4,该人机界面4包括端口和功能单元两个部分。其中,端口包括通讯口和数据储存读取口,通讯口通过数据通讯线与控制单元2进行数据传输,并能与PC通讯端口连接进行程序下载和上传;数据存储读取口将保存在人机界面4中的历史数据下载到U盘或其它移动存储设备中,方便数据分析。功能单元包括指令操作单元、报警单元、数值显示单元、数据记录四个主要部分,其中,指令操作单元用虚拟按钮、开关代替实物按钮、开关进行启停、开关操作控制;报警单元记录阀门故障、压缩机322故障、压力报警等故障状态;显示单元含状态显示和数值显示,状态显示值主要是一些控制单元2的启停、开关状态,数值显示值有传感器的温度值、湿度值、压力值等;数据记录单元可以记录控制单元2的开关量和模拟量,用这些记录数据进行实验分析和故障分析。

以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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