新型鞋子杀菌除臭器

新型鞋子杀菌除臭器

关键词：杀菌除臭膜材料吸附 紫外LED

简介：

针对生活中人们因鞋内细菌滋生且有臭味，并易引发足部疾病而研发的新型鞋子除臭杀毒器，能有效实现对鞋子内部的干燥、杀菌和除臭。新型鞋子杀菌除臭器采用电阻丝加热空气对鞋子进行干燥；通过活性炭吸附和碳酸纤维（CA)膜材料吸附异味气体；利用绕在通风管外侧的紫外LED二极管产生紫外线对鞋子内部进行360度无死角杀菌消毒。

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详细介绍：

随着社会的进步、发展，人们对身体健康越来越关注，但大多局限于有明显体征的疾病上，往往忽略了对足部健康的关注。 在我国，每两个人里就有一人罹患足病，足病困扰着我国至少一半人口！而在成年人中，患足病的人群比例更高达四分之三，超过 60 ％的足病为真菌感染。脚部皮肤和指（趾）甲就像一个真菌的仓库，不断向外散布病原菌。如果不注意脚部卫生，这些皮屑就会与汗和灰尘等混杂起来积蓄在脚趾缝里，这里温暖、潮湿且营养丰富，成为真菌理想的生活乐园。如果不注意为鞋子干燥清理和杀菌，脚部温度更高，湿度更大，更适合真菌的生长和繁殖，人们患足部疾病的可能性将大大增加。 随着人们的健康理念日益增强，对生活品质的要求越来越高，足部护理已成为人们呵护健康的重点。 目前，在国内鞋子护理产品中，大部分是通过向鞋内喷洒杀菌除臭液来实现杀菌功能。除臭药剂会造成鞋子内部表面材料损伤，影响鞋子的使用寿命，而且具有一定的毒性，严重影响身体健康。同时它不具备干燥功能，杀菌后鞋子无法立刻使用，使用灵活性低。 还有一种是通过将鞋子放进鞋盒或者鞋柜对鞋子进行杀菌除臭。这种方式最大的问题在于对鞋子内部杀菌不全面，不具有除湿功能，而且体积过大，使用便利性不高。 最后一种设计了一款使用特殊材料制成的具有除臭除菌功能的鞋子。该产品从源头上解决了鞋子滋生病菌的问题。但由于材料特性，导致生产成本较高，鞋子性能与寿命降低，产品种类不能迎合人们多种多样的形式选择，市场推广难度大。 上述几种产品市面上出现的非常少，还未投产。基于以上情况，我们设计了此项具有干燥、杀菌、除臭三大功能的新型鞋子除臭杀菌器。它具有如下优点： 1、活性炭海绵、碳酸纤维素（CA）膜与电阻丝结合，除臭除湿和干燥效果显著提升； 2、新型螺旋环绕式紫外LED二极管，实现对鞋内360度无死角杀菌； 3、环保便携，使用灵活，无毒无药剂，绿色安全。 本项目创意完全来源于生活需要。在参引大量杀菌除臭的文献的基础上，设计出本项目装置中原理和结构，同时通过对比试验的方法对其使用效果进行了测定。 一、设计原理 1、总体设计原理 新型鞋子杀菌除臭器采用电阻丝加热空气对鞋子进行干燥；通过活性炭吸附和碳酸纤维素（CA）膜材料吸附异味气体；利用绕在通风管外侧的紫外LED二极管产生紫外线对鞋子内部进行360度无死角杀菌消毒。同时还配备温度、湿度和杀菌效果测量装置，外设LED显示屏实时显示鞋子内部温度、湿度和细菌情况，方便使用和调控。 2、干燥 干燥采用以电阻丝加热、活性炭吸附与碳酸纤维（CA)膜过滤相结合的方式实现。加热部件由一个小型的风机与电阻丝组合而成，当开启风机并接通电阻丝时，鞋内热空气形成循环流动，实现对鞋子的快速干燥。 3、除臭 除臭主要通过采用活性炭吸附与碳酸纤维素（CA）膜过滤相结合的方式实现。通过活性炭海绵及紧固圈实现除臭杀菌器与鞋口部位的柔性密封，从而迫使部分热空气通过活性炭海绵孔排出（活性炭海绵可以循环使用和更换，当用到一定程度时可更换活性炭海绵或其它吸附材料），由此实现鞋内除臭功能，并使排出气体的先净化再排到鞋外。 4、杀菌 杀菌利用紫外LED二极管产生紫外线实现。底部通风管外设有螺旋环绕式紫外LED灯管，波长范围385nm~390nm，有效实现对鞋子内部360度全方位无死角杀菌。 5、智能控制 采用HT-C-EB-B-101型温湿度控制器，并在其基础上进行改装，集成细菌传感器和显示模块，达到温度、湿度和异味细菌智能控制。底部通风管外安装温度、湿度、异味和细菌传感器，当鞋内空气温度高于设定温度时，电阻丝会自动关闭，从而避免由于温度过高而损坏鞋子，温度感应器测得的温度会显示在控制面板上；当鞋内湿度低于设定值时，会控制使吹风机及电阻丝关闭并显示在控制面板上，表示干燥完成。异味去除控制功能的实现同湿度控制功能，只是更换成了新型的异味传感器。 6、热量循环 装置进气管上（密封圈上方）开设小孔，当被活性碳装置吸附后排出的废热气流经小孔表面时，管外热气由于管内的风机产生的流场压力低于管外被吸入管内再次进行循环，从而提高了热量利用效率，并缩短了干燥时间。 二、装置结构设计 1、总体结构设计 在新型鞋子杀菌除臭器的总体外形结构上采用立式设计，由三段直径分别为50mm、40mm、63mm的圆管，一个变径接头和一个90°波纹弯头组成。底端的圆管采用可伸缩波纹管。至于控制部分，只考虑其功能的实现与否，对于结构在此不考虑。 2、加热部分（热源与动力） 干燥部分的结构类似于生活中常见的吹风机，由一个小型的风机与电阻丝串联组合而成。电机采用圆形支架与立管产生过盈配合，电阻丝则用十字支架缠绕于管内，位于电机下方20mm处。 3、除臭与干燥部分 除臭和干燥部分的装置结构是本装置的主要部分，与密封部分共同作用，直接影响干燥除臭的效果。 密封装置由活性炭海绵及紧固圈组成，实现除臭杀菌器与鞋口部的柔性密封。使用时，将装置塞入鞋子内部即可，使用简单方便。 除臭和干燥功能紧密相连，因此不能分开设计，实现其功能的装置主要有50目不锈钢筛网、活性炭和碳酸纤维（CA）膜。 其中不锈钢筛网固定活性炭海绵和碳酸纤维素（CA）膜，并采用可拆卸卡箍连接。 4、杀菌部分 杀菌装置的结构主体为螺旋环绕式紫外线LED二极管。考虑到成本和杀菌效果，采用波长为385nm~390nm的紫外发光二极管，并且很好的实现杀菌功能。其结构如简图所示。 5、装置适用性的提高 新型鞋子除臭杀菌器的底部出风管及显示屏下方，都采用可伸缩设计，提高产品的使用范围，对于长筒鞋、靴等也能实现除臭和干燥。 对于可伸缩装置，提出内外螺纹连接、滑动连接以及波纹伸缩管三种方案。通过具体样品试验的结果对比，最终采用如下伸缩方案：在底部出风管处采用波纹伸缩管，而显示屏下方处采用滑动连接。

一、目的：通过本课题的研究，探索和设计出一套新型、能耗更低、杀菌除臭效果更好的鞋子护理产品，完善多元化市场，提高此类产品自主创新水平；促进大学生了解科学技术的发展，掌握必要的科技创新的知识技能；培养他们对科学技术的兴趣；增强他们的创新精神和实践能力。 二、基本思路：查阅相关文献、咨询指导老师了解鞋子除湿除臭国内外研究现状及应用→确定研究课题→市场调查、分析，确定研究方案→实施方案，并制作出初步的实物→对制作的实物进行实验，检验其成熟度→制作成最终产品，并撰写论文，专利书。 三、创新点：1、密封可靠性。活性炭圈对鞋进行密封；2、针对于鞋内的特殊环境，摒弃了传统的加热消毒方法，利用紫外线对鞋内进行杀菌，快速而便捷；3、通风口设计为可收缩的，适用于大小不一的鞋子，体现人性化设置；4、利用软件模拟鞋内流场，设计出风口的角度，使鞋内空气可以充分的循环流动；5、采用活性炭和碳酸纤维（CA)膜，利用鞋内的空气循环，使臭味和湿气被上述装置吸收，实现除臭干燥功能；6、利用温、湿度感应仪，可以调节控制鞋内的温度处于一个合适的温、湿度环境中；7、机构简单，操作容易，同时具人性化的设计。 四、技术关键：1.密封：可拆卸装置与活性炭圈组合；2.适用性拓展：循环控制系统、活性炭拆换结构、充气圈紧固装置、可伸缩装置。 五、主要技术指标：1.工作电压：家庭正常用电220V；2.干燥程度：达到90%除湿效果；3.杀菌程度：90%的杀菌率。

科学性、先进性

在目前的国内鞋子护理产品中，大部分是通过向鞋内喷洒杀菌除臭液来实现功能。但这样会使鞋子内部表面材料受到损伤，而且需购买特殊的杀菌除臭液。同时它不具备除湿功能，鞋子不能立刻被使用，非常不方便。 还有一种是通过将鞋子放进鞋盒或者鞋柜对鞋子进行杀菌除臭。这种方式最大的问题就在于不能对鞋子内部进行很好的处理，不能全面杀菌。而且也不具有除湿的功能。同时他们的体积过大，不便使用。 最后一种是设计了一款具有除臭除菌功能的鞋子，使用了特殊的材料。这种形式确实从根源上解决了问题。但成本较高，且很难做成多种多样的外形，不能迎合人们的多种选择，操作性不强。 上述几种产品市面上出现的非常少，还未投产。基于以上情况，我们设计了此项新型鞋子除臭杀菌器。它具有如下优点： 1、电阻丝加热与高分子膜材料结合，除臭除湿和干燥效果显著提升； 2、新型螺旋式紫外线灯，实现对鞋内360度无死角杀菌； 3、环保便携，无药剂，绿色安全。

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

一、技术特点： ①密封：可拆卸活性炭圈。②适用范围广：循环控制系统、活性炭拆换结构、可伸缩装置。③热量循环利用高：装置进气管上开设小孔，当被活性碳装置吸附后排出的废热气流经小孔表面时，由于管内风机产生的流场压力低于管外，管外热气将被吸入管内再次进行循环，从而提高了热量利用效率，并缩短了干燥时间。 二、优势：①密封可靠性；②利用紫外线对鞋内进行杀菌，快速而便捷；③通风口设计为可收缩的，便于适用于大小不一的鞋子；④除臭干燥采用活性炭和碳酸纤维（CA)膜；⑤机构简单，操作容易，具人性化的设计； 三、适应范围： 学生宿舍及公共的浴室、游泳馆、健身馆； 四、市场分析： 人们在行走或运动时，脚会不断的分泌汗液，会在鞋内产生细菌和真菌，使脚部染上各种皮肤病，并发出一种难闻的臭味。同时，学校男生宿舍普遍卫生状况较差，以及我国南方气候条件潮湿，引起的足部疾病传染严重的状况都亟待改善。目前，人们多采用药物鞋垫来防臭，但效果不好且麻烦。所以新型鞋子杀菌除臭器，对所有的消费者来说是一种更好的选择。

同类课题研究水平概述

在目前的国内外鞋子护理产品中，大部分是通过向鞋内喷洒杀菌除臭液来实现功能。但这样会使鞋子内部表面材料受到损伤，而且需购买特殊的杀菌除臭液。同时它不具备除湿功能，鞋子不能立刻被使用，非常不方便。 还有一种是通过将鞋子放进鞋盒或者鞋柜对鞋子进行杀菌除臭。这种方式最大的问题就在于不能对鞋子内部进行很好的处理，不能全面杀菌。而且也不具有除湿的功能。同时他们的体积过大，不便使用。 最后一种是设计了一款具有除臭除菌功能的鞋子，使用了特殊的材料。这种形式确实从根源上解决了问题。但成本较高，且很难做成多种多样的外形，不能迎合人们的多种选择，操作性不强。