新型鞋子殺菌除臭器

新型鞋子殺菌除臭器

關鍵詞：殺菌除臭膜材料吸附 紫外LED

簡介：

針對生活中人們因鞋內細菌滋生且有臭味，并易引發足部疾病而研發的新型鞋子除臭殺毒器，能有效實現對鞋子內部的干燥、殺菌和除臭。新型鞋子殺菌除臭器采用電阻絲加熱空氣對鞋子進行干燥；通過活性炭吸附和碳酸纖維（CA)膜材料吸附異味氣體；利用繞在通風管外側的紫外LED二極管產生紫外線對鞋子內部進行360度無死角殺菌消毒。

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詳細介紹：

隨著社會的進步、發展，人們對身體健康越來越關注，但大多局限于有明顯體征的疾病上，往往忽略了對足部健康的關注。 在我國，每兩個人里就有一人罹患足病，足病困擾著我國至少一半人口！而在成年人中，患足病的人群比例更高達四分之三，超過 60 ％的足病為真菌感染。腳部皮膚和指（趾）甲就像一個真菌的倉庫，不斷向外散布病原菌。如果不注意腳部衛生，這些皮屑就會與汗和灰塵等混雜起來積蓄在腳趾縫里，這里溫暖、潮濕且營養豐富，成為真菌理想的生活樂園。如果不注意為鞋子干燥清理和殺菌，腳部溫度更高，濕度更大，更適合真菌的生長和繁殖，人們患足部疾病的可能性將大大增加。 隨著人們的健康理念日益增強，對生活品質的要求越來越高，足部護理已成為人們呵護健康的重點。 目前，在國內鞋子護理產品中，大部分是通過向鞋內噴灑殺菌除臭液來實現殺菌功能。除臭藥劑會造成鞋子內部表面材料損傷，影響鞋子的使用壽命，而且具有一定的毒性，嚴重影響身體健康。同時它不具備干燥功能，殺菌后鞋子無法立刻使用，使用靈活性低。 還有一種是通過將鞋子放進鞋盒或者鞋柜對鞋子進行殺菌除臭。這種方式最大的問題在于對鞋子內部殺菌不全面，不具有除濕功能，而且體積過大，使用便利性不高。 最后一種設計了一款使用特殊材料制成的具有除臭除菌功能的鞋子。該產品從源頭上解決了鞋子滋生病菌的問題。但由于材料特性，導致生產成本較高，鞋子性能與壽命降低，產品種類不能迎合人們多種多樣的形式選擇，市場推廣難度大。 上述幾種產品市面上出現的非常少，還未投產。基于以上情況，我們設計了此項具有干燥、殺菌、除臭三大功能的新型鞋子除臭殺菌器。它具有如下優點： 1、活性炭海綿、碳酸纖維素（CA）膜與電阻絲結合，除臭除濕和干燥效果顯著提升； 2、新型螺旋環繞式紫外LED二極管，實現對鞋內360度無死角殺菌； 3、環保便攜，使用靈活，無毒無藥劑，綠色安全。 本項目創意完全來源于生活需要。在參引大量殺菌除臭的文獻的基礎上，設計出本項目裝置中原理和結構，同時通過對比試驗的方法對其使用效果進行了測定。 一、設計原理 1、總體設計原理 新型鞋子殺菌除臭器采用電阻絲加熱空氣對鞋子進行干燥；通過活性炭吸附和碳酸纖維素（CA）膜材料吸附異味氣體；利用繞在通風管外側的紫外LED二極管產生紫外線對鞋子內部進行360度無死角殺菌消毒。同時還配備溫度、濕度和殺菌效果測量裝置，外設LED顯示屏實時顯示鞋子內部溫度、濕度和細菌情況，方便使用和調控。 2、干燥 干燥采用以電阻絲加熱、活性炭吸附與碳酸纖維（CA)膜過濾相結合的方式實現。加熱部件由一個小型的風機與電阻絲組合而成，當開啟風機并接通電阻絲時，鞋內熱空氣形成循環流動，實現對鞋子的快速干燥。 3、除臭 除臭主要通過采用活性炭吸附與碳酸纖維素（CA）膜過濾相結合的方式實現。通過活性炭海綿及緊固圈實現除臭殺菌器與鞋口部位的柔性密封，從而迫使部分熱空氣通過活性炭海綿孔排出（活性炭海綿可以循環使用和更換，當用到一定程度時可更換活性炭海綿或其它吸附材料），由此實現鞋內除臭功能，并使排出氣體的先凈化再排到鞋外。 4、殺菌 殺菌利用紫外LED二極管產生紫外線實現。底部通風管外設有螺旋環繞式紫外LED燈管，波長范圍385nm~390nm，有效實現對鞋子內部360度全方位無死角殺菌。 5、智能控制 采用HT-C-EB-B-101型溫濕度控制器，并在其基礎上進行改裝，集成細菌傳感器和顯示模塊，達到溫度、濕度和異味細菌智能控制。底部通風管外安裝溫度、濕度、異味和細菌傳感器，當鞋內空氣溫度高于設定溫度時，電阻絲會自動關閉，從而避免由于溫度過高而損壞鞋子，溫度感應器測得的溫度會顯示在控制面板上；當鞋內濕度低于設定值時，會控制使吹風機及電阻絲關閉并顯示在控制面板上，表示干燥完成。異味去除控制功能的實現同濕度控制功能，只是更換成了新型的異味傳感器。 6、熱量循環 裝置進氣管上（密封圈上方）開設小孔，當被活性碳裝置吸附后排出的廢熱氣流經小孔表面時，管外熱氣由于管內的風機產生的流場壓力低于管外被吸入管內再次進行循環，從而提高了熱量利用效率，并縮短了干燥時間。 二、裝置結構設計 1、總體結構設計 在新型鞋子殺菌除臭器的總體外形結構上采用立式設計，由三段直徑分別為50mm、40mm、63mm的圓管，一個變徑接頭和一個90°波紋彎頭組成。底端的圓管采用可伸縮波紋管。至于控制部分，只考慮其功能的實現與否，對于結構在此不考慮。 2、加熱部分（熱源與動力） 干燥部分的結構類似于生活中常見的吹風機，由一個小型的風機與電阻絲串聯組合而成。電機采用圓形支架與立管產生過盈配合，電阻絲則用十字支架纏繞于管內，位于電機下方20mm處。 3、除臭與干燥部分 除臭和干燥部分的裝置結構是本裝置的主要部分，與密封部分共同作用，直接影響干燥除臭的效果。 密封裝置由活性炭海綿及緊固圈組成，實現除臭殺菌器與鞋口部的柔性密封。使用時，將裝置塞入鞋子內部即可，使用簡單方便。 除臭和干燥功能緊密相連，因此不能分開設計，實現其功能的裝置主要有50目不銹鋼篩網、活性炭和碳酸纖維（CA）膜。 其中不銹鋼篩網固定活性炭海綿和碳酸纖維素（CA）膜，并采用可拆卸卡箍連接。 4、殺菌部分 殺菌裝置的結構主體為螺旋環繞式紫外線LED二極管。考慮到成本和殺菌效果，采用波長為385nm~390nm的紫外發光二極管，并且很好的實現殺菌功能。其結構如簡圖所示。 5、裝置適用性的提高 新型鞋子除臭殺菌器的底部出風管及顯示屏下方，都采用可伸縮設計，提高產品的使用范圍，對于長筒鞋、靴等也能實現除臭和干燥。 對于可伸縮裝置，提出內外螺紋連接、滑動連接以及波紋伸縮管三種方案。通過具體樣品試驗的結果對比，最終采用如下伸縮方案：在底部出風管處采用波紋伸縮管，而顯示屏下方處采用滑動連接。

一、目的：通過本課題的研究，探索和設計出一套新型、能耗更低、殺菌除臭效果更好的鞋子護理產品，完善多元化市場，提高此類產品自主創新水平；促進大學生了解科學技術的發展，掌握必要的科技創新的知識技能；培養他們對科學技術的興趣；增強他們的創新精神和實踐能力。 二、基本思路：查閱相關文獻、咨詢指導老師了解鞋子除濕除臭國內外研究現狀及應用→確定研究課題→市場調查、分析，確定研究方案→實施方案，并制作出初步的實物→對制作的實物進行實驗，檢驗其成熟度→制作成最終產品，并撰寫論文，專利書。 三、創新點：1、密封可靠性。活性炭圈對鞋進行密封；2、針對于鞋內的特殊環境，摒棄了傳統的加熱消毒方法，利用紫外線對鞋內進行殺菌，快速而便捷；3、通風口設計為可收縮的，適用于大小不一的鞋子，體現人性化設置；4、利用軟件模擬鞋內流場，設計出風口的角度，使鞋內空氣可以充分的循環流動；5、采用活性炭和碳酸纖維（CA)膜，利用鞋內的空氣循環，使臭味和濕氣被上述裝置吸收，實現除臭干燥功能；6、利用溫、濕度感應儀，可以調節控制鞋內的溫度處于一個合適的溫、濕度環境中；7、機構簡單，操作容易，同時具人性化的設計。 四、技術關鍵：1.密封：可拆卸裝置與活性炭圈組合；2.適用性拓展：循環控制系統、活性炭拆換結構、充氣圈緊固裝置、可伸縮裝置。 五、主要技術指標：1.工作電壓：家庭正常用電220V；2.干燥程度：達到90%除濕效果；3.殺菌程度：90%的殺菌率。

科學性、先進性

在目前的國內鞋子護理產品中，大部分是通過向鞋內噴灑殺菌除臭液來實現功能。但這樣會使鞋子內部表面材料受到損傷，而且需購買特殊的殺菌除臭液。同時它不具備除濕功能，鞋子不能立刻被使用，非常不方便。 還有一種是通過將鞋子放進鞋盒或者鞋柜對鞋子進行殺菌除臭。這種方式最大的問題就在于不能對鞋子內部進行很好的處理，不能全面殺菌。而且也不具有除濕的功能。同時他們的體積過大，不便使用。 最后一種是設計了一款具有除臭除菌功能的鞋子，使用了特殊的材料。這種形式確實從根源上解決了問題。但成本較高，且很難做成多種多樣的外形，不能迎合人們的多種選擇，操作性不強。 上述幾種產品市面上出現的非常少，還未投產。基于以上情況，我們設計了此項新型鞋子除臭殺菌器。它具有如下優點： 1、電阻絲加熱與高分子膜材料結合，除臭除濕和干燥效果顯著提升； 2、新型螺旋式紫外線燈，實現對鞋內360度無死角殺菌； 3、環保便攜，無藥劑，綠色安全。

使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測

一、技術特點： ①密封：可拆卸活性炭圈。②適用范圍廣：循環控制系統、活性炭拆換結構、可伸縮裝置。③熱量循環利用高：裝置進氣管上開設小孔，當被活性碳裝置吸附后排出的廢熱氣流經小孔表面時，由于管內風機產生的流場壓力低于管外，管外熱氣將被吸入管內再次進行循環，從而提高了熱量利用效率，并縮短了干燥時間。 二、優勢：①密封可靠性；②利用紫外線對鞋內進行殺菌，快速而便捷；③通風口設計為可收縮的，便于適用于大小不一的鞋子；④除臭干燥采用活性炭和碳酸纖維（CA)膜；⑤機構簡單，操作容易，具人性化的設計； 三、適應范圍： 學生宿舍及公共的浴室、游泳館、健身館； 四、市場分析： 人們在行走或運動時，腳會不斷的分泌汗液，會在鞋內產生細菌和真菌，使腳部染上各種皮膚病，并發出一種難聞的臭味。同時，學校男生宿舍普遍衛生狀況較差，以及我國南方氣候條件潮濕，引起的足部疾病傳染嚴重的狀況都亟待改善。目前，人們多采用藥物鞋墊來防臭，但效果不好且麻煩。所以新型鞋子殺菌除臭器，對所有的消費者來說是一種更好的選擇。

同類課題研究水平概述

在目前的國內外鞋子護理產品中，大部分是通過向鞋內噴灑殺菌除臭液來實現功能。但這樣會使鞋子內部表面材料受到損傷，而且需購買特殊的殺菌除臭液。同時它不具備除濕功能，鞋子不能立刻被使用，非常不方便。 還有一種是通過將鞋子放進鞋盒或者鞋柜對鞋子進行殺菌除臭。這種方式最大的問題就在于不能對鞋子內部進行很好的處理，不能全面殺菌。而且也不具有除濕的功能。同時他們的體積過大，不便使用。 最后一種是設計了一款具有除臭除菌功能的鞋子，使用了特殊的材料。這種形式確實從根源上解決了問題。但成本較高，且很難做成多種多樣的外形，不能迎合人們的多種選擇，操作性不強。