一种手持式高能活性离子发生装置及其使用方法
阅读说明：本技术 一种手持式高能活性离子发生装置及其使用方法 (Handheld high-energy active ion generating device and using method thereof ) 是由 王双龙 董晓峰 刘晓斌 林恒龙 杨泽群 刘峰 于 2021-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种手持式高能活性离子发生装置及其使用方法,其中,手持式高能活性离子发生装置包括外套、次高压发生组件、离子发生模块、激光组件,其中,所述次高压发生组件和离子发生模块安装在外套的内部,激光组件安装在外套的外部,次高压发生组件为其提供次高电压,离子发生模块将介质管中的液态中性介质转换成雾状高能活性离子,雾状高能活性离子具有消毒、杀菌和降解的功能。本装置所利用的液体介质一般为水或者酒精等,不具有任何污染；本装置为手持式结构,使用简单,实用性强,非常便携；本发明装置所采用10 kV以下的次高电压,纳安级别的微电流,因此具有能耗低,安全性高等特点。(The invention relates to a handheld high-energy active ion generating device and a using method thereof, wherein the handheld high-energy active ion generating device comprises an outer sleeve, a secondary high-voltage generating assembly, an ion generating module and a laser assembly, wherein the secondary high-voltage generating assembly and the ion generating module are arranged inside the outer sleeve, the laser assembly is arranged outside the outer sleeve, the secondary high-voltage generating assembly provides secondary high voltage for the outer sleeve, the ion generating module converts a liquid neutral medium in a medium pipe into vaporous high-energy active ions, and the vaporous high-energy active ions have the functions of disinfection, sterilization and degradation. The liquid medium utilized by the device is generally water or alcohol and the like, and has no pollution; the device is of a handheld structure, is simple to use, has strong practicability and is very portable; the device adopts sub-high voltage below 10 kV and nano-ampere level micro-current, so the device has the characteristics of low energy consumption, high safety and the like.)
技术领域
本发明涉及有机污染物降解领域，尤其是涉及一种手持式高能活性离子发生装置及其使用方法。
背景技术
消毒、杀菌在人们的日常生活中存在很大的需求。例如，受伤后需要及时对伤口进行消毒杀菌处理，以免发生感染、化脓等恶化境况；进入公共场所或者就餐前，需要及时对双手等关键部位进行消毒。瓜果蔬菜食用前需要清洗处理，以清除农药等污染物的残留。传统上，解决此类问题的方法往往是先用水清洗，然后涂抹酒精、碘酒、双氧水等消毒液或化学药剂进一步处理。尽管这些方法可以满足一般的生活生产需求，但也存在着药剂不易保存、可携带性差、易有化学残留造成二次污染等缺点。
现代方法中，采用光等离子消毒杀菌是一种新型的消毒方式，如专利申请号为201910702265.9，利用光等离子管产生紫外光，将空气中的气体分离成光等离子，进行杀菌消毒。此方法提高了消毒杀菌的速率，但对人体皮肤伤害很大，不能直接对伤口进行消毒杀菌。又如专利申请号201710098445.1，通过空气射流高压放电的形式产生等离子体进行消毒杀菌，虽然能够对人体表面伤口进行消毒杀菌，但依旧存在着高压触电的危险，存在着一定的安全隐患。此外，人们为了增加印染/印花效果，也采用一些高压微喷技术，如专利申请号201510037696.X，发明了一种高压微喷织布印染/印花装置，利用高电压和染料同轴通道的综合作用下，达到印花的目的。
在常温常压环境中，利用液体介质（如水）在次高电压和微孔的综合作用下产生雾状高能活性离子，来消毒杀菌，就是一种高效清洁无二次污染残留的方法。目前实验室中，基于该方法开发的装置由实验人员手工搭建而成，结构简陋，稳定性差，严重限制了该方法的应用，而市场上还没有基于该方法而开发的装置。因此，开发一种便携高效尤其无二次污染的消毒杀菌装置显得尤为重要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单、布局灵活的一种手持式高能活性离子发生装置，通过次高电压和微孔的综合作用，利用液体介质（如水）产生雾状高能活性离子，来对伤口进行杀菌消毒，同时可预防和抑制伤口感染。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种手持式高能活性离子发生装置，包括外套、次高电压发生组件、离子发生模块、激光组件，其中，所述次高电压发生组件和离子发生模块安装在外套的内部，激光组件安装在外套的外部，次高电压发生组件为其提供次高电压，离子发生模块将介质管中的液态中性介质转换成雾状高能活性离子，雾状高能活性离子具有消毒、杀菌和降解的功能。
进一步，所述外套包括次高压腔、手持杆套、保护套、底座，其中，手持杆套一端与次高压腔连接，另一端与保护套连接，底座安装在保护套的端部。
进一步，所述次高电压发生组件包括电路板、电源、开关、充电接口、指示灯、弹簧顶针，其中，弹簧顶针、指示灯、充电接口、开关、电源分别通过导线连接在电路板上；
所述弹簧顶针作为次高压电传导接口，用于将次高电压传输到所述离子发生模块上。
进一步，所述离子发生模块包括电极帽、电极片、防水透气膜、密封垫、第一介质管、第一微孔管、金属丝、第一软垫、密封套、第一锁紧螺头，金属丝与电极片连接，电极片位于电极帽内，防水透气膜设置在电极帽内；
所述第一微孔管置于所述第一介质管的底部，第一软垫、密封套依次套入第一微孔管中，所述第一锁紧螺头通过螺纹与第一介质管的尾部配合连接并同时挤压第一软垫和密封套，对第一微孔管进行卡紧、定位，所述金属丝贯穿所述第一介质管并伸入第一微孔管的内部。
进一步，所述离子发生模块包括电极帽、电极片、防水透气膜、密封垫、第二介质管、第二微孔管、金属丝、第二软垫、第二锁紧螺头，金属丝与电极片连接，电极片置于电极帽内，防水透气膜安装在电极帽内，密封垫置于第二介质管的上端，电极帽通过螺纹与第二介质管上端配合连接并同时挤压密封垫；
第二软垫、第二微孔管依次套设于所述第二介质管的底部，第二锁紧螺头通过螺纹与第二介质管配合连接，同时挤压第二微孔管和第二软垫，对第二微孔管进行卡紧、定位并密封，金属丝则贯穿所述第二介质管并伸入到第二微孔管的内部。
进一步，所述离子发生模块包括电极帽、电极片、防水透气膜、密封垫、第三介质管、第三微孔管、第三软垫、电极环、第三锁紧螺头；
其中，金属丝一端与所述电极环连接，另一端与电极片连接，电极片置于电极帽中，密封垫置于所述第三介质管的上端，电极帽通过螺纹与第三介质管上端配合连接，同时挤压密封垫，第三微孔管置于所述第三介质管的底部，第三软垫、电极环依次套入所述第三微孔管的底部，第三锁紧螺头通过螺纹与第三介质管配合连接，同时挤压第三软垫，对第三微孔管进行卡紧、定位并密封。
进一步，所述激光组件包括激光架以及安装在激光架上的激光笔，激光架安装在所述高压腔的顶部。
进一步，所述外套为回转体，首端呈粗圆柱形，中间呈细圆柱形，末端呈锥形。
进一步，所述保护套为中空锥型结构，保护套保护微孔管不受外界污染、干扰和破坏。
进一步，手持式高能活性离子发生装置的使用方法，包括如下步骤：
当各组件装配完成，将介质管装满介质，然后按动开关，指示灯会亮，同时也打开了次高电压发生组件，次高电压通过弹簧顶针传到电极片中，高通量形成含有高能离子的雾化液滴，雾化液滴中的高能离子适于消杀病菌，降解有机污染物。当人体皮肤置于锁紧螺头前方时，微孔管的喷口处不断产生含有高能活性离子团簇的雾化液滴，对伤口进行消毒杀菌；
为了便于观察微孔管的喷口处是否有雾化液滴，激光组件的激光笔产生一束激光，照射在离喷口处10 mm左右的位置，在喷口处看到一簇光线，表明喷口处存在雾化液滴。
本发明的有益效果为：1.本装置所利用的液体介质一般为水或者酒精等，不具有任何污染，且不会产生二次污染；2.本装置所采用次高电压（±2 kV-10 kV），纳安级别的微电流，因此具有能耗低，安全性高等特点。3.本发明装置为手持式结构，方便于家庭、户外等场合使用，便于携带；同时结构简单，便于拆卸，生产成本低，并且维护方便。
虽然在质谱分析领域，有使用次高电压和喷嘴的综合作用产生待测物离子，用于待测物检测的；及在纺织领域，高压微喷技术，用于印花/印染目的；但在手持式降解有机污染物方面，是由本发明第一次提出采用雾状高能活性离子来降解消毒杀菌。
相对现有的高能离子降解有机污染物技术中，能耗高（如需要激光、X射线、紫外光等大能量），安全性差，易引起二次污染（如需要加入例如双氧水、二氧化氯、亚硫酸钠、二氯化铁等化学试剂），本发明具有能耗低、安全性好的特点。
相对现有的离子化技术中使用高电压和微喷技术,如静电雾化技术，一般电压都很高，有的电压甚至高达几十万伏，能耗高，安全性差，同时使用的微孔一般比较大，一般为几百微米,本发明更具有节能、安全性好、便于携带的特点。
附图说明
图1是本发明装置的立体结构图；
图2是本发明装置的爆炸图；
图3是本发明装置的剖视图；
图4是实施例1中离子发生模块的结构示意图；
图5是实施例2中离子发生模块的结构示意图；
图6是实施例3中离子发生模块的结构示意图。
附图中部件标注如下：外套1、次高压腔11、手持杆套12、保护套13、底座14、次高电压发生组件2、电路板21、电源22、开关23、充电接口24、指示灯25、弹簧顶针26、离子发生模块3、电极帽31、电极片32、防水透气膜33、密封垫34、第一介质管351、第二介质管352、第三介质管353、第一微孔管361、第二微孔管362、第三微孔管363、金属丝37、第一软垫381、第二软垫382、第三软垫383、密封套39、第一锁紧螺头3101、第二锁紧螺头3102、第三锁紧螺头3103、电极环311、激光组件4、激光笔41、激光架42。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明一种手持式高能活性离子发生装置进行详细说明，其中，附图中相同的结构和功能的器件已用相同的附图标记标出，附图只是用于帮助解释本发明，并不代表对本发明范围的限制。
如图1-3所示，一种手持式高能活性离子发生装置，其特征在于，包括外套1、次高电压发生组件2、离子发生模块3、激光组件4，次高电压发生组件2和离子发生模块3依次固定在外套1内部，激光组件4固定在外套1外部，次高电压发生组件2为其提供高电压，离子发生模块3会将介质管中的液态中性介质转换成雾状高能活性离子，具有消毒、杀菌和降解的作用。
外套1包括次高压腔11、手持杆套12、保护套13、底座14。其中，手持杆套12一端与高压腔11连接，另一端与保护套13连接。
次高电压发生组件2包括电路板21、电源22、开关23、充电接口24、指示灯25、弹簧顶针26。其中，弹簧顶针26、指示灯25、充电接口24、开关23、电源22分别通过导线连接在电路板21上。电路板21为F型高压主板，属于市面现有产品，其输入电压DC3V，输出电压约DC2-10 kV，电流为微安级，包括供电电源、开关、充电口、警示灯等。
激光组件4包括激光架42以及安装在激光架42上的激光笔41，激光架42安装在所述次高压腔11的顶部。
本发明中离子发生模块3主要包括如下三种结构，具体如下：
实施例1
如图4所示，离子发生模块3包括电极帽31、电极片32、防水透气膜33、密封垫34、第一介质管351、第一微孔管361、金属丝37、第一软垫381、密封套39、第一锁紧螺头3101。金属丝37与电极片32连接，电极片32置于电极帽31中，电极帽31一面开了一个阶梯孔，防水透气膜33置于其中。防水透气膜33的作用是保持介质管中的空气与外界相互流通，密封垫34置于第一介质管351上端，电极帽31通过螺纹与第一介质管351上端配合连接，同时挤压密封垫34，达到密封。第一微孔管361置于第一介质管351的底部，第一软垫381、密封套39依次套入第一微孔管361中，第一锁紧螺头3101通过螺纹与第一介质管351尾部配合连接，同时挤压第一软垫381和密封套39，对第一微孔管361进行卡紧定位的作用；整个金属丝37则贯穿第一介质管351，直接伸进第一微孔管361的内部。
第一介质管351、第一微孔管361为回转体。第一介质管351由两个圆柱组成，首端为粗圆柱，末端为细圆柱，细圆柱外表面带有螺纹，便于与第一锁紧螺头配合连接。第一微孔管361由两部分构成，首端为圆柱，末端为圆锥。
实施例2
如图5所示，离子发生模块3包括电极帽31、电极片32、防水透气膜33、密封垫34、第二介质管352、第二微孔管362、金属丝37、第二软垫382、第二锁紧螺头3102。金属丝37与电极片32连接，电极片32置于电极帽31中，电极帽31一面开了一个阶梯孔，防水透气膜33置于其中。密封垫34置于第二介质管352上端，电极帽31通过螺纹与第二介质管352上端配合连接，同时挤压密封垫34，达到密封。第二软垫382、第二微孔管362依次套于第二介质管352的底部，第二锁紧螺头3102通过螺纹与第二介质管352配合连接，同时挤压第二微孔管362和第二软垫382，对第二微孔管362进行卡紧定位并密封。整个金属丝37则贯穿第二介质管352，直接伸进第二微孔管362的内部。
与第一介质管351相比，第二介质管352的末端为圆锥状，并非圆柱形。第二微孔管362主要由两部分组成，首端类似于圆台的形状，末端为圆柱形。
实施例3
如图6所示，离子发生模块3包括电极帽31、电极片32、防水透气膜33、密封垫34、第三介质管353、第三微孔管363、第三软垫383、电极环311、第三锁紧螺头3103。金属丝37一端与电极环311连接，一端与电极片32连接，电极片32置于电极帽31中，电极帽31一面开了一个阶梯孔，防水透气膜33置于其中。密封垫34置于第三介质管353上端，电极帽31通过螺纹与第三介质管353上端配合连接，同时挤压密封垫34，达到密封。第三微孔管363置于第三介质管353的底部，第三软垫383、电极环311依次套入第三微孔管363的底部，第三锁紧螺头3103通过螺纹与第三介质管353配合连接，同时挤压第三软垫383，对第三微孔管363进行卡紧定位并密封。
第三介质管353与第一介质管351的外观一样，但其内部构造不一致，第三介质管353的内部的末端为粗圆柱形，便于第三微孔管363放入其中。第三微孔管363首端为粗圆柱形，末端为细圆柱形。第三锁紧螺头3103表面开了一个孔，便于电极环上的金属丝从第三锁紧螺头3103里面伸出，与电极片连接。
其中，第一微孔管361、第二微孔管362为非金属材质，第三微孔管363为金属材质。
该装置采用的原理为：次高压电与介质管中的液态中性介质（如水）接触时，将次高压电中的高能量赋予了液态中性介质，液态介质在锥管尖端微孔形成纳米尺寸雾状液滴，液滴表面的水分子不仅在电场中极化，而且还在纳米液滴高表面能的作用下发生均裂，形成大量的水团簇羟基自由基，水自由基阳离子团簇，负氧离子团簇等，这些高能的粒子能够破坏细菌的细胞膜，从而将细菌杀死。
该装置操作时，当各组件装配完成，将介质管3装满介质，然后按动开关23，指示灯25会亮，同时也打开了次高电压发生组件2，次高电压通过弹簧顶针26传到电极片32中，电极片32通过金属丝37传到微孔管的介质内，微孔管中就会产生大量的活性离子，当人体皮肤置于锁紧螺头前方时，微孔管与人体皮肤形成了一个电场，微孔管的喷口处就会不断产生雾化液滴，对伤口进行消毒杀菌。为了便于观察微孔管的喷口处是否有雾化液滴，激光组件4的激光笔41会产生一束激光，照射在离喷口处10 mm左右的位置，在喷口处会看到一簇光线，表明喷口处就有雾化液滴。
本装置所利用的液体介质一般为水或者酒精等，不具有任何污染；本装置所采用的为次高电压（±2 kV-10 kV），纳安级别的微电流，具有能耗低，安全性高等特定；本发明装置结构简单，便于拆卸，生产成本低，并且维护方便。
本领域技术人员应当理解，这些实施例仅用于说明本发明而不限制本发明的范围，对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开范围。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：带消毒收纳功能的雾化器