光催化杀菌消毒装置的制作方法

1.本发明涉及杀菌消毒装置技术领域，具体为光催化杀菌消毒装置。


背景技术：

2.光催化水体净化技术主要利用羟基自由基对水中细菌、病毒、细菌孢子等有害物质进行彻底灭杀分解，具有高效、节能和清洁无毒等优点，是极具发展前景的一种水处理技术。目前，利用二氧化硅光催化技术处理水质污染一般采用以下两种方式：一是将二氧化硅粉末与待处理的水组成悬浮体系统，悬浮态净化效率高；二是将二氧化硅以涂层的形式固定在载体上，这种方式的使用寿命较长。
3.中国专利公告号为：cn105923701b的发明专利，其公开了一种光催化杀菌消毒装置，包括具有进液口和出液口、并在其内壁上涂覆有二氧化钛光催化涂层的反应器，以及插装于所述反应器内的紫外灯，所述紫外灯上联接有控制单元，所述二氧化钛光催化涂层经由如下方法制得，a、获取混合有纳米tio2粉体的tio2溶胶，作为喷涂浆料；b、将喷涂浆料喷涂在反应器内壁上，经多级热处理工艺处理后，降温、后处理即可。本发明通过将二氧化钛光催化涂层涂覆到反应器内壁上，并经过多级热处理后，可提高该设备的光催化杀菌效率，以及二氧化钛光催化涂层与反应器的结合强度，而延长使用寿命，并可在彻底分解水中的细菌、病毒的同时，保留水中的营养元素而提高水质，而具有较好的使用效果。
4.上述专利中，通过二氧化钛光催化涂层与紫外灯的配合使用，可以彻底分解水中的细菌和病毒，同时也保留水中的营养元素而提高水质，具有较好的使用效果。但是在实际应用的过程中我们发现，其仍存在有一定的不足之处，比如：
5.1、上述专利需要在装置的内部安装紫外灯，无法利用太阳光直接与二氧化钛光催化涂层产生反应，成本较高，同时在使用时还需要实时对紫外灯进行控制，比较麻烦；
6.2、上述专利的净化效果较差，紫外灯与二氧化钛光催化涂层反应产生的羟基自由基无法与水体产生充分的反应；
7.3、上述专利的净化功能比较单一，只能够利用紫外灯与二氧化钛光催化涂层的反应来对水体进行净化，无法同时使二氧化硅粉末与水体组成悬浮体系统；
8.基于此，我们提出了一种光催化杀菌消毒装置，希冀解决现有技术中的不足之处。


技术实现要素：

9.(一)解决的技术问题
10.针对现有技术的不足，本发明提供了光催化杀菌消毒装置，具备能够利用太阳光与二氧化钛光催化涂层产生反应、紫外灯与二氧化钛光催化涂层反应产生的羟基自由基能够与水体充分反应、能够同时使二氧化硅粉末与水体组成悬浮体系统的优点。
11.(二)技术方案
12.为实现上述能够利用太阳光与二氧化钛光催化涂层产生反应的目的，本发明提供如下技术方案：光催化杀菌消毒装置，包括
13.底筒，所述底筒底部的中心处固定安装有进水管，所述进水管的内部设置有控制阀，所述底筒的内部形成有内腔，所述底筒顶部的边缘处均匀的固定安装有若干个顶筒，若干个所述顶筒内壁的顶部均固定安装有轴承，所述轴承的内壁固定安装有石英套管，所述顶筒的外壁固定安装有双头电机，连接在双头电机与石英套管之间的驱动装置，用于带动石英套管旋转；
14.所述顶筒的外壁固定安装有出水管，所述顶筒的内壁涂覆有二氧化钛光催化涂层，所述石英套管的内部设置有用于滤下太阳光中紫外线并使其扩散的滤光组件。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动装置包括主动轮和从动轮，所述双头电机顶部的输出轴固定安装有主动轮，所述主动轮的外壁啮合有从动轮，所述从动轮固定安装在顶筒的外壁上。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述顶筒设置有四个，均匀的固定安装在底筒顶部的边缘处，所述双头电机固定安装在四个所述顶筒之间。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述滤光组件包括聚光镜、紫外滤光片和凹透镜，所述石英套管的顶部固定安装有聚光筒，所述聚光筒呈锥形，所述聚光筒内壁的顶部固定安装有聚光镜，所述石英套管的内壁从上至下依次固定安装有紫外滤光片和凹透镜，所述紫外滤光片的顶部和底部均是内凹的弧面。
18.在上述技术方案的基础上，为了实现紫外灯与二氧化钛光催化涂层反应产生的羟基自由基能够与水体充分反应的目的，本发明又提供了如下技术方案：所述内腔内部的边缘处转动设置有搅动杆，所述搅动杆的外壁涂覆有二氧化钛光催化涂层，所述内腔的内部均匀设置有紫外线灯，连接在双头电机与搅动杆的联动装置，用于带动搅动杆在内腔中旋转。
19.作为本发明的一种优选技术方案，所述联动装置包括连接轴和连接杆，所述双头电机底部的输出轴固定安装有连接轴，所述连接轴转动设置在密封环的内壁上，所述密封环固定安装在底筒的顶部，所述连接轴的底部固定安装有连接杆，所述搅动杆固定安装在搅动杆的末端。
20.在上述技术方案的基础上，为了实现能够同时使二氧化硅粉末与水体组成悬浮体系统的目的，本发明又提供了如下技术方案：所述内腔的内壁盘旋设置有盘管，所述盘管的内部形成有管腔，所述盘管的顶端延伸至底筒的外部并固定连接有添加筒，所述添加筒用于向管腔中添加二氧化钛粉末；
21.所述管腔的内壁均匀开设有连通槽，设置在连通槽内壁上的第一出料装置，在水压的作用下用于敞开连通槽。
22.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一出料装置包括第一固定板、第一立柱、第一阀板和第一弹簧，所述连通槽的内壁固定安装有第一固定板，所述第一固定板外壁的边缘处均匀开设有第一连通口，所述第一固定板的中部插接有第一立柱，所述第一立柱的左端固定安装有第一限位板，所述第一立柱的右端固定安装有第一阀板，所述第一阀板与第一固定板之间还固定连接有第一弹簧。
23.在上述技术方案的基础上，为了实现能够同时使二氧化硅粉末与水体组成悬浮体系统的目的，本发明又提供了如下替代技术方案：所述内腔的内壁盘旋设置有盘管，所述盘管的内部形成有管腔，所述盘管的顶端延伸至底筒的外部并固定连接有添加筒，所述添加
筒用于向管腔中添加二氧化钛粉末，所述添加筒的外壁螺纹连接有密封盖，所述盘管的尾端延伸至底筒的外部并固定连接有气泵；
24.所述管腔的内壁均匀开设有连通槽，设置在连通槽内壁上的第二出料装置，在气泵产生的气体的压力下用于敞开连通槽。
25.作为本发明的一种优选技术方案，所述第二出料装置包括第二固定板、第二立柱、第二阀板和第二弹簧，所述连通槽的内壁固定安装有第二固定板，所述第二固定板外壁的边缘处均匀开设有第二连通口，所述第二固定板的中心处插接有第二立柱，所述第二立柱的右端固定安装有第二限位板，所述第二立柱的左端固定安装有第二阀板，所述第二阀板与第二固定板之间还固定连接有第二弹簧。
26.(三)有益效果
27.与现有技术相比，本发明提供了一种光催化杀菌消毒装置，具备以下有益效果：
28.1、该光催化杀菌消毒装置，太阳光在聚光镜的作用下聚集照向紫外滤光片，紫外滤光片一方面能够过滤掉其他的杂光，只保留紫外线，另一方面利用其顶部和底部的内凹弧面能够使紫外线竖直向下射向凹透镜，紫外线在凹透镜的作用下向四周扩散，透过石英套管照射到顶筒内壁的二氧化钛光催化涂层上，产生羟基自由基，从而能够对顶筒内的水体进行杀菌消毒。
29.2、该光催化杀菌消毒装置，双头电机运行带动主动轮旋转，主动轮旋转通过其外壁啮合的从动轮带动石英套管旋转，石英套管旋转能够使经凹透镜扩散的紫外线均匀的照射在二氧化钛光催化涂层上，照射范围更广，反应更加充分，对水体的杀菌消毒效果也更好。
30.3、该光催化杀菌消毒装置，双头电机运行另一方面通过连接轴带动连接杆旋转，连接杆旋转带动搅动杆旋转，搅动杆的外壁也涂覆有二氧化钛光催化涂层，紫外线灯发出的紫外线与搅动杆外壁上的二氧化钛光催化涂层反应产生羟基自由基，从而能够对底筒内的水体进行杀菌消毒，并且由于搅动杆一直处于旋转状态，所以由搅动杆外壁上的二氧化钛光催化涂层产生的羟基自由基能够充分的分散到水体内并与其进行反应，净化效果更好。
31.4、该光催化杀菌消毒装置，底筒的内壁盘设有盘管，通过添加筒能够向盘管内添加二氧化钛粉末，添加的二氧化钛粉末储存在盘管中，当底筒内部由进水管进水时，在水体的压力作用下会推动第一阀板，使第一阀板移动至管腔内，此时底筒内的水能够通过连通槽和第一连通口进入管腔，与管腔内的二氧化钛粉末混合，形成悬浮体系统，净化效率更高。
32.5、该光催化杀菌消毒装置，底筒的内壁盘设有盘管，通过添加筒能够向盘管内添加二氧化钛粉末，添加的二氧化钛粉末储存在盘管中，拧上密封盖，控制气泵运行向盘管内充气，在气体冲击的作用下能够使第二阀板向外移动，此时底筒内的水能够通过连通槽和第二连通口进入管腔，与管腔内的二氧化钛粉末混合，形成悬浮体系统，净化效率更高。
附图说明
33.图1为本发明整体结构的立体示意图；
34.图2为本发明整体结构的正视剖面图；
35.图3为本发明聚光筒部分的放大示意图；
36.图4为本发明连接杆和搅动杆部分的放大示意图；
37.图5为本发明光线折射的示意图；
38.图6为本发明底筒部分的放大示意图；
39.图7为本发明盘管部分的立体示意图；
40.图8为本发明盘管的局部剖视图；
41.图9为本发明实施例四中盘管部分的立体示意图；
42.图10为本发明实施例四中盘管的局部剖视图。
43.图中：1、底筒；2、顶筒；3、轴承；4、石英套管；5、从动轮；6、主动轮；7、双头电机；8、连接轴；9、密封环；10、连接杆；11、搅动杆；12、二氧化钛光催化涂层；13、凹透镜；14、紫外滤光片；15、聚光筒；16、聚光镜；17、进水管；18、控制阀；19、出水管；20、内腔；21、盘管；22、添加筒；23、管腔；24、连通槽；25、第一固定板；26、第一立柱；27、第一阀板；28、第一弹簧；29、第一连通口；30、第一限位板；31、密封盖；32、第二固定板；33、第二连通口；34、第二立柱；35、第二阀板；36、第二弹簧；37、第二限位板；38、紫外线灯。
具体实施方式
44.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。
45.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
46.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.实施例一：
48.请参阅图1
‑
5，光催化杀菌消毒装置，包括
49.底筒1，底筒1底部的中心处固定安装有进水管17，进水管17的内部设置有控制阀18，底筒1的内部形成有内腔20，底筒1顶部的边缘处均匀的固定安装有若干个顶筒2，若干个顶筒2内壁的顶部均固定安装有轴承3，轴承3的内壁固定安装有石英套管4，顶筒2的外壁固定安装有双头电机7，双头电机7可选为倍力品牌50s90
‑5‑
11型号，连接在双头电机7与石英套管4之间的驱动装置，用于带动石英套管4旋转；
50.顶筒2的外壁固定安装有出水管19，顶筒2的内壁涂覆有二氧化钛光催化涂层12，二氧化钛光催化涂层12的使用寿命较长，相对来说成本更低，石英套管4的内部设置有用于滤下太阳光中紫外线并使其扩散的滤光组件。
51.驱动装置包括主动轮6和从动轮5，双头电机7顶部的输出轴固定安装有主动轮6，主动轮6的外壁啮合有从动轮5，从动轮5固定安装在顶筒2的外壁上，双头电机7运行带动主动轮6旋转，主动轮6旋转通过其外壁啮合的从动轮5带动石英套管4旋转，石英套管4旋转能够使经凹透镜13扩散的紫外线均匀的照射在二氧化钛光催化涂层12上，照射范围更广，反应更加充分，对水体的杀菌消毒效果也更好。
52.顶筒2设置有四个，均匀的固定安装在底筒1顶部的边缘处，双头电机7固定安装在四个顶筒2之间，污水由进水管17进入底筒1，在底筒1中逐渐堆积，当底筒1中装满后，会蔓延向顶筒2，并在顶筒2中逐渐堆积，最终从顶筒2外壁上的出水管19排出。
53.滤光组件包括聚光镜16、紫外滤光片14和凹透镜13，石英套管4的顶部固定安装有聚光筒15，聚光筒15呈锥形，聚光筒15内壁的顶部固定安装有聚光镜16，石英套管4的内壁从上至下依次固定安装有紫外滤光片14和凹透镜13，紫外滤光片14的顶部和底部均是内凹的弧面，如图5所示，太阳光在聚光镜16的作用下聚集照向紫外滤光片14，紫外滤光片14一方面能够过滤掉其他的杂光，只保留紫外线，另一方面利用其顶部和底部的内凹弧面能够使紫外线竖直向下射向凹透镜13，紫外线在凹透镜13的作用下向四周扩散，透过石英套管4照射到顶筒2内壁的二氧化钛光催化涂层12上，产生羟基自由基，从而能够对顶筒2内的水体进行杀菌和消毒，太阳光不充足时，也可使用紫外线发生器替代太阳光，将紫外线发生器放置在聚光筒15的上方即可。
54.实施例二：
55.请参阅图2、图4和图6，在实施例一的基础上，内腔20内部的边缘处转动设置有搅动杆11，搅动杆11的外壁涂覆有二氧化钛光催化涂层12，内腔20的内部均匀设置有紫外线灯38，连接在双头电机7与搅动杆11的联动装置，用于带动搅动杆11在内腔20中旋转。
56.联动装置包括连接轴8和连接杆10，双头电机7底部的输出轴固定安装有连接轴8，连接轴8转动设置在密封环9的内壁上，密封环9固定安装在底筒1的顶部，连接轴8的底部固定安装有连接杆10，搅动杆11固定安装在搅动杆11的末端，双头电机7运行的同时也通过连接轴8带动连接杆10旋转，连接杆10旋转带动搅动杆11旋转，搅动杆11的外壁也涂覆有二氧化钛光催化涂层12，紫外线灯38发出的紫外线与搅动杆11外壁上的二氧化钛光催化涂层12反应产生羟基自由基，从而能够对底筒1内的水体进行杀菌消毒，并且由于搅动杆11一直处于旋转状态，所以由搅动杆11外壁上的二氧化钛光催化涂层12产生的羟基自由基能够充分的分散到水体内并与其进行反应，一直保持在运动状态，净化效果更好。
57.实施例三：
58.请参阅图7和图8，在实施例一和实施例二的基础上，内腔20的内壁盘旋设置有盘管21，盘管21的内部形成有管腔23，盘管21的顶端延伸至底筒1的外部并固定连接有添加筒22，添加筒22用于向管腔23中添加二氧化钛粉末；
59.管腔23的内壁均匀开设有连通槽24，设置在连通槽24内壁上的第一出料装置，在水压的作用下用于敞开连通槽24。
60.第一出料装置包括第一固定板25、第一立柱26、第一阀板27和第一弹簧28，连通槽24的内壁固定安装有第一固定板25，第一固定板25外壁的边缘处均匀开设有第一连通口29，第一固定板25的中部插接有第一立柱26，第一立柱26的左端固定安装有第一限位板30，第一立柱26的右端固定安装有第一阀板27，第一阀板27与第一固定板25之间还固定连接有
第一弹簧28，通过添加筒22向盘管21内添加二氧化钛粉末，添加的二氧化钛粉末储存在盘管21中，当底筒1内部由进水管17进水时，在水体的压力作用下会推动第一阀板27，使第一阀板27移动至管腔23内，此时第一弹簧28被拉伸，此时底筒1内的水能够通过连通槽24和第一连通口29进入管腔23，与管腔23内的二氧化钛粉末混合，形成悬浮体系统，净化效果更好，净化效率更高。
61.实施例四：
62.请参阅图9和图10，内腔20的内壁盘旋设置有盘管21，盘管21的内部形成有管腔23，盘管21的顶端延伸至底筒1的外部并固定连接有添加筒22，添加筒22用于向管腔23中添加二氧化钛粉末，添加筒22的外壁螺纹连接有密封盖31，盘管21的尾端延伸至底筒1的外部并固定连接有气泵；
63.管腔23的内壁均匀开设有连通槽24，设置在连通槽24内壁上的第二出料装置，在气泵产生的气体的压力下用于敞开连通槽24。
64.第二出料装置包括第二固定板32、第二立柱34、第二阀板35和第二弹簧36，连通槽24的内壁固定安装有第二固定板32，第二固定板32外壁的边缘处均匀开设有第二连通口33，第二固定板32的中心处插接有第二立柱34，第二立柱34的右端固定安装有第二限位板37，第二立柱34的左端固定安装有第二阀板35，第二阀板35与第二固定板32之间还固定连接有第二弹簧36，通过添加筒22能够向盘管21内添加二氧化钛粉末，添加的二氧化钛粉末储存在盘管21中，拧上密封盖31，控制气泵运行向盘管21内充气，在气体冲击的作用下能够使第二阀板35向外移动，此时第二弹簧36被拉伸，此时底筒1内的水能够通过连通槽24和第二连通口33进入管腔23，与管腔23内的二氧化钛粉末混合，形成悬浮体系统，净化效果更好，净化效率更高。
65.本发明的工作原理及使用流程：
66.打开控制阀18，污水由进水管17进入底筒1，在底筒1中逐渐堆积，当底筒1中装满后，会蔓延向顶筒2，并在顶筒2中逐渐堆积，最终从顶筒2外壁上的出水管19排出；
67.太阳光在聚光镜16的作用下聚集照向紫外滤光片14，紫外滤光片14一方面能够过滤掉其他的杂光，只保留紫外线，另一方面利用其顶部和底部的内凹弧面能够使紫外线竖直向下射向凹透镜13，紫外线在凹透镜13的作用下向四周扩散，透过石英套管4照射到顶筒2内壁的二氧化钛光催化涂层12上，产生羟基自由基，从而能够对顶筒2内的水体进行杀菌消毒；
68.双头电机7运行带动主动轮6旋转，主动轮6旋转通过其外壁啮合的从动轮5带动石英套管4旋转，石英套管4旋转能够使经凹透镜13扩散的紫外线均匀的照射在二氧化钛光催化涂层12上，照射范围更广，反应更加充分，对水体的杀菌消毒效果也更好。
69.双头电机7运行另一方面通过连接轴8带动连接杆10旋转，连接杆10旋转带动搅动杆11旋转，搅动杆11的外壁也涂覆有二氧化钛光催化涂层12，紫外线灯38发出的紫外线与搅动杆11外壁上的二氧化钛光催化涂层12反应产生羟基自由基，从而能够对底筒1内的水体进行杀菌消毒，并且由于搅动杆11一直处于旋转状态，所以由搅动杆11外壁上的二氧化钛光催化涂层12产生的羟基自由基能够充分的分散到水体内并与其进行反应，净化效果更好；
70.底筒1的内壁盘设有盘管21，通过添加筒22能够向盘管21内添加二氧化钛粉末，添
加的二氧化钛粉末储存在盘管21中，当底筒1内部由进水管17进水时，在水体的压力作用下会推动第一阀板27，使第一阀板27移动至管腔23内，此时底筒1内的水能够通过连通槽24和第一连通口29进入管腔23，与管腔23内的二氧化钛粉末混合，形成悬浮体系统，净化效率更高；
71.另一种二氧化钛粉末的添加方式是：底筒1的内壁盘设有盘管21，通过添加筒22能够向盘管21内添加二氧化钛粉末，添加的二氧化钛粉末储存在盘管21中，拧上密封盖31，控制气泵运行向盘管21内充气，在气体冲击的作用下能够使第二阀板35向外移动，此时底筒1内的水能够通过连通槽24和第二连通口33进入管腔23，与管腔23内的二氧化钛粉末混合，形成悬浮体系统，净化效率更高。
72.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。