城镇空气净化布局系统

摘要

城镇空气净化布局系统，包括变电站、供水站和沿城市道路旁间隔均匀设置的自动化除尘装置；所有自动化除尘装置经电缆并联后与变电站连接，所有自动化除尘装置经供水管道并联后与供水站连接；自动化除尘装置包括立柱、光电转换机构和垃圾收集机构，立柱中空且上下通透，立柱外型呈长方体结构，立柱底端固定于道路旁，立柱内自上而下依次设有自动导风机构、高压静电除尘箱、灰尘清洗机构和配电箱；本发明结构简单，设计合理，通过有效的在城市道路旁或者小区内合理布点，有效的消除城市内扬尘和雾霾，到达净化城市空气。

说明书

技术领域

本发明属于城市空气净化领域，具体涉及一种城镇空气净化布局系统。

背景技术

目前，大气污染是一个全球性的问题。国际卫生组织发表报告称：大气污染致癌，更严重的是：如何治理大气污染是摆在人类面前的一个难题。

以我国为例，颗粒物污染对我国城市空气质量的影响范围很广，是多数城市空气污染的首要因素，近些年来我国在空气污染治理方面采取了多项措施，比如全国推行的大气污染物容量核算工作，极大地提高了环境空气质量管理水平，但是由于颗粒物污染程度严重，问题复杂，从颗粒物污染的变化趋势来看，大多城市没有好转的迹象。

另外，各个国家和地区污染空气包含的有害物质成分是不尽相同的。中国不少地区空气质量恶化是雾霾危害加重，雾霾天气现象出现增多。雾霾，是雾和霾的统称，二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项是雾霾的主要组成，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得灰蒙蒙的。特别是直径小于等于2.5微米的污染物颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。被人吸入肺泡后要么停留在肺泡内，要么进入血液系统，危害巨大，这也是污染空气致癌的原因。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种通过在城市的合理布点安装，就能达到净化城市空气、减少扬尘及雾霾的城镇空气净化布局系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：城镇空气净化布局系统，包括变电站、供水站和沿城市道路旁间隔均匀设置的自动化除尘装置；所有自动化除尘装置经电缆并联后与变电站连接，所有自动化除尘装置经供水管道并联后与供水站连接；自动化除尘装置包括立柱、光电转换机构和垃圾收集机构，立柱中空且上下通透，立柱外型呈长方体结构，立柱底端固定于道路旁，立柱内自上而下依次设有自动导风机构、高压静电除尘箱、灰尘清洗机构和配电箱；光电转换机构设置在立柱顶端，垃圾收集机构设置在立柱上端口外侧，配电箱位于立柱底部，光电转换机构、自动导风机构、高压静电除尘箱、灰尘清洗机构和垃圾收集机构分别通过导线与配电箱连接，配电箱通过电缆与变电站连接；

过滤吸尘机构位于自动导风机构下方的立柱内，过滤吸尘机构包括过滤框架和设在过滤框架上的活性炭过滤芯，过滤框架紧邻导风罩下端口，过滤框架前侧和后侧均设有燕尾凸棱，立柱内壁设有燕尾槽，过滤框架通过燕尾凸棱自左向右水平滑动插设在燕尾槽内，两条燕尾凸棱右侧均设有呈圆柱形的凹槽，凹槽开口朝向立柱内壁，凹槽内设有定位球，定位球的直径小于凹槽的半径，定位球与凹槽内壁之间顶接有压缩弹簧，燕尾槽左侧和右侧的槽壁上均开设有圆形定位槽；燕尾凸棱和燕尾槽外表面均设有高密度聚乙烯层，过滤框架上设有位于立柱外部的拉手；

灰尘清洗机构包括喷管，喷管一端经供水管道与供水站连接，喷管另一端连接有空心结构的喷水板，喷水板位于高压静电除尘箱上方，喷水板下表面均匀设有朝向高压静电除尘箱的喷头。

光电转换机构包括太阳能电池板和转向拉杆，立柱顶部连接有外型呈长方形的固定架，固定架顶部设有固定板，固定板上表面垂直向上固定有支撑杆，支撑杆顶端通过球铰链与太阳能电池板底部铰接，太阳能电池板倾斜设置，支撑杆上设有转向电机，转向电机的主轴键连接有转向驱动盘，转向拉杆一端与转向驱动盘偏心处铰接，转向拉杆另一端与太阳能电池板边沿处铰接；太阳能电池板上设有太阳传感器，配电箱内设有蓄电池组和控制器，太阳能电池板、转向电机和控制器分别通过导线与蓄电池组连接，蓄电池组通过电缆与变电站连接，在蓄电池组与变电站连接的电缆上设有逆变器，太阳传感器和转向电机分别通过信号线路与控制器连接。

自动导风机构位于光电转换机构下方的立柱上，自动导风机构包括导风电机和外型呈长方形的初级过滤网框，初级过滤网框上设有过滤网，初级过滤网框的外轮廓尺寸与立柱横截面的尺寸相同，初级过滤网框右侧通过第一销轴铰接在立柱上端右侧，第一销轴与初级过滤网框固定连接，第一销轴的一端传动连接有翻盖电机，初级过滤网框底部左侧和右侧均设有支架，初级过滤网框左侧的支架上转动连接有从动轮，初级过滤网框右侧的支架上转动连接有主动轮，主动轮和从动轮的中心线均与水平面平行，主动轮上同轴向传动连接有清除驱动电机，主动轮通过皮带与从动轮传动连接，皮带外侧表面设有清洁毛刷，清洁毛刷与过滤网下表面接触；导风电机位于初级过滤网框下方的立柱内，导风电机主轴垂直向上连接有离心叶轮，立柱内沿垂直方向设有位于初级过滤网框和导风电机之间的进风导风结构，进风导风结构包括上大下小的聚风罩和上小下大的导风罩，离心叶轮和导风电机均位于导风罩内，聚风罩上端口紧邻初级过滤网框底部，聚风罩上端边沿与立柱内壁之间设有密封圈。

高压静电除尘箱包括上下通透的箱体，箱体上紧邻箱体上端口处设有高压电离板，箱体内沿垂直方向设有高压集尘正极板和高压集尘负极板，高压集尘正极板和高压集尘负极板沿水平方向间隔设置。

垃圾收集机构位于初级过滤网框与翻盖电机铰接处下方，垃圾收集机构包括蜗轮蜗杆减速机、丝杆、滑动连接座、垃圾袋固定环和垃圾袋；立柱一侧沿垂直方向开设有导向孔，立柱上设有邻近导向孔上端的限位开关，立柱外壁沿垂直方向开设有两条位于导向孔两侧的滑轨，蜗轮蜗杆减速机固定在位于翻盖电机下方的立柱内，蜗轮蜗杆减速机与限位开关通过导线连接，丝杆沿垂直方向转动连接在立柱内，蜗轮蜗杆减速机通过联轴器与丝杆上端连接，滑动连接座左侧螺纹连接在丝杆上，滑动连接座右侧穿过导向孔并滑动连接在两条滑轨上，滑动连接座右侧通过第二销轴与垃圾袋固定环铰接，第二销轴与垃圾袋固定环固定连接，第二销轴的一端传动连接有垃圾转动电机，垃圾袋敞口处与垃圾袋固定环连接。

立柱下部四周均设有出风口，立柱内设有位于所有出风口之间出风导风罩，出风导风罩为上小下大的圆锥形结构，配电箱位于出风导风罩下方的立柱内；配电箱内设有蓄电池组、喷管控制开关、翻盖电机开关、蜗轮蜗杆减速机开关、垃圾转动电机开关、导风电机控制开关、清除驱动电机开关和高压静电除尘开关，翻盖电机、蜗轮蜗杆减速机、清除驱动电机和垃圾转动电机分别通过导线与蓄电池组连接。

采用上述技术方案，本发明的具体使用方法为：将自动化除尘装置绕城市道路旁以及城市小区内布置安装，并且所以自动化除尘装置经供水管道并联后与供水站连接，所有自动化除尘装置经电缆并联合与变电站连接；首先在导风电机的带动下，离心叶轮先将待净化空气从立柱上端抽进到初级过滤网框中，初级过滤网框过滤较大的物体杂质，例如树叶、琐屑以及塑料等，然后待净化空气经过初级净化之后进入到过滤吸尘机构，过滤吸尘机构上的活性炭过滤芯吸附待净化空气内的较大颗粒杂质、气态污染物及有害气态污染物，接着待净化空气进入到高压静电除尘箱内，高压电离板周围形成高压电场，待净化空气进入高压电场内被电离，在高压电场内待净化空气中的分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到高压集尘正极板表面，待净化空气经过更深层次的净化后由立柱下部的出风口并沿出风导风罩外表向外排出；多次循环净化，城市内的空气变得越来越干净新鲜；

另外，太阳能电池板将新能源太阳光能转变储存在蓄电池组内，蓄电池组为翻盖电机、蜗轮蜗杆减速机、导线电机和垃圾转动电机提供电能；光电转换机构通过光学感应调节使太阳能电池板始终朝向太阳，具体调节方法为：太阳能电池板上设有太阳传感器，当太阳传感器接受不到光线照射时，即便通过信号线路将数据传递给控制器，控制器接收到信号后将信号反馈给转向电机，转向电机带动转向驱动盘转动，转向驱动盘偏心处铰接的转向拉杆拉动太阳能电池板转动，太阳传感器重新接收到光线照射时，太阳传感器将信号传递给控制器，控制器发出信号停止转向电机工作，通过以上调节方法，太阳能电池板始终朝向太阳；

当初级过滤网框上的垃圾杂质过多时，可先打开垃圾转动电机开关，垃圾转动电机转动打开垃圾袋固定环，使垃圾袋固定环处于水平状态，然后启动翻盖电机，与翻盖电机铰接的初级过滤网框绕铰接处向外反转，在反转过程中，初级过滤网框上的垃圾杂质落入到垃圾袋内，接着启动清除驱动电机，清除驱动电机转动带动主动轮转动，主动轮通过皮带带动从动轮转动，皮带上设有清洁毛刷，皮带传动，清洁毛刷可清扫初级过滤网框上过滤网上的尘土，尘土落入到垃圾袋内；当清除垃圾袋内垃圾物时，可启动蜗轮蜗杆减速机，蜗轮蜗杆减速机带动丝杆径向自转，丝杆上的滑动连接座沿两条滑轨向下运动，滑动连接座一侧连接的垃圾袋固定环下落，之后可方便的倾倒出垃圾袋内的垃圾物；

当使用本发明清除一段时间后，高压集尘正极板和高压集尘负极板上集落大量微尘杂质，此时打开喷管控制开关，供水管道的水由喷头向外喷出，并清洗高压集尘正极板和高压集尘负极板，清洗后的污水由立柱下部的出风口并沿出风导风罩外表向外排出。

本发明具有以下有益效果：

（1）初级过滤网框首先对待净化空气进行初级净化，主要针对一些伴随流入立柱内气体的较大的物体杂质，例如树叶、琐屑以及塑料等，清理时由于设置位置位于立柱上端，人工手动清除势必麻烦，因此本发明采用垃圾转动电机带动翻转垃圾袋固定环、翻盖电机带动翻转初级过滤网框等方法，使初级过滤网框上的垃圾杂物自动落入到垃圾袋内，并通过清除驱动电机带动清洁毛刷对初级过滤网框上的过滤网进行清扫，防止大量微尘堵塞过滤网网孔；

（2）采用高压静电除尘箱对待净化空气进行更深一层的净化处理，高压集尘正极板和高压集尘负极板吸附待净化空气内的微尘，当高压集尘正极板和高压集尘负极板上的微尘吸附太多时，可定期对高压集尘正极板和高压集尘负极板进行冲洗；

（3）充分利用太阳能新能源为翻盖电机、蜗轮蜗杆减速机、导线电机和垃圾转动电机提供电能，并且将多余的电量储存在蓄电池组内，并通过逆变器将直流电转换为交流电，通过电缆最终将电能传送给变电站，以供给用户使用，充分高效利用太阳能，环保节约；

（4）太阳传感器可感应太阳光照射，当太阳传感器接受不到光线照射时，即便通过信号线路将数据传递给控制器，控制器接收到信号后将信号反馈给转向电机，转向电机带动转向驱动盘转动，转向驱动盘偏心处铰接的转向拉杆拉动太阳能电池板转动，太阳传感器重新接收到光线照射时，太阳传感器将信号传递给控制器，控制器发出信号停止转向电机工作，通过以上调节方法，太阳能电池板始终朝向太阳，充分接受太阳能；

（5）过滤框架采用燕尾槽结构滑动连接在立柱内壁，更换活性炭过滤芯时，只需向外拉动拉手即可更换，另外燕尾凸棱和燕尾槽外表面均设有高密度聚乙烯层，高密度聚乙烯层用于使过滤框架密封连接在立柱内壁，定位球在压缩弹簧的作用下卡接在定位槽内，便于更换过滤框架上的活性炭滤芯。。

综上所述，本发明结构简单，设计合理，通过有效的在城市道路旁或者小区内合理布点，有效的消除城市内扬尘和雾霾，到达净化城市空气。

附图说明

图1是本发明的结构分布图；

图2是本实施例中自动化除尘装置的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是图3的右向视图；

图5是本实施例中高压静电除尘箱的结构示意图；

图6是本实施例中过滤吸尘机构与立柱连接的结构示意图。

具体实施方式

如图1-6所示，本发明的城镇空气净化布局系统，包括变电站1、供水站2和沿城市道路旁间隔均匀设置的自动化除尘装置57；所有自动化除尘装置57经电缆38并联后与变电站1连接；所有自动化除尘装置57经供水管道39并联后与供水站2连接，自动化除尘装置57包括立柱3、光电转换机构和垃圾收集机构，立柱3中空且上下通透，立柱3外型呈长方体结构，立柱3底端固定于道路旁，立柱3内自上而下依次设有自动导风机构、过滤吸尘机构、高压静电除尘箱、灰尘清洗机构和配电箱35；光电转换机构设置在立柱3顶端，垃圾收集机构设置在立柱上端口外侧，配电箱35位于立柱3底部，光电转换机构、自动导风机构、高压静电除尘箱、灰尘清洗机构和垃圾收集机构分别通过导线与配电箱35连接，配电箱35通过电缆38与变电站1连接。

灰尘清洗机构包括喷管24，喷管24一端经供水管道39与供水站2连接，喷管24另一端连接有空心结构的喷水板25，喷水板25位于高压静电除尘箱和过滤吸尘机构之间，喷水板25下表面均匀设有朝向高压静电除尘箱的喷头26。

光电转换机构包括太阳能电池板4和转向拉杆49，立柱3顶部连接有外型呈长方形的固定架45，固定架45顶部设有固定板46，固定板46上表面垂直向上固定有支撑杆40，支撑杆40顶端通过球铰链47与太阳能电池板4底部铰接，太阳能电池板4倾斜设置，支撑杆40上设有转向电机56，转向电机56的主轴键连接有转向驱动盘48，转向拉杆49一端与转向驱动盘48偏心处铰接，转向拉杆49另一端与太阳能电池板4边沿处铰接；太阳能电池板4上设有太阳传感器50，配电箱35上设有蓄电池组和控制器，太阳能电池板4、转向电机56和控制器分别通过导线与蓄电池组连接，蓄电池组通过电缆38与变电站1连接，在蓄电池组与变电站1连接的电缆38上设有逆变器，太阳传感器50和转向电机56分别通过信号线路与控制器连接。

蓄电池组、太阳传感器和逆变器为现有技术，图中未示出；

控制器为现有技术，图中未示出，可以采用ＰＬＣ或单片机或集成电路等现有装置。

自动导风机构位于光电转换机构下方的立柱3上，自动导风机构包括导风电机6和外型呈长方形的初级过滤网框5，初级过滤网框5上设有过滤网，初级过滤网框5的外轮廓尺寸与立柱3横截面的尺寸相同，初级过滤网框5右侧通过第一销轴铰接在立柱3上端右侧，第一销轴图中未示出，第一销轴与初级过滤网框5固定连接，第一销轴的一端传动连接有翻盖电机7，初级过滤网框5底部左侧和右侧均设有支架8，初级过滤网框5左侧的支架8上转动连接有从动轮9，初级过滤网框5右侧的支架8上转动连接有主动轮10，主动轮10和从动轮9的中心线均与水平面平行，主动轮10上同轴向传动连接有清除驱动电机11，主动轮10通过皮带与从动轮9传动连接，皮带12外侧表面设有清洁毛刷13，清洁毛刷13与过滤网下表面接触；导风电机6位于初级过滤网框5下方的立柱3内，导风电机6主轴垂直向上连接有离心叶轮14，立柱3内沿垂直方向设有位于初级过滤网框5和导风电机6之间的进风导风结构，进风导风结构包括上大下小的聚风罩15和上小下大的导风罩52，离心叶轮14和导风电机6均位于导风罩52内，聚风罩15上端口紧邻初级过滤网框5底部，聚风罩15上端边沿与立柱3内壁之间设有密封圈53。

过滤吸尘机构位于自动导风机构下方的立柱3内，过滤吸尘机构包括过滤框架17和设在过滤框架17上的活性炭过滤芯18，过滤框架17紧邻导风罩52下端口，过滤框架17前侧和后侧均设有燕尾凸棱19，立柱3内壁设有燕尾槽54，过滤框架17通过燕尾凸棱19自左向右水平滑动插设在燕尾槽54内，两条燕尾凸棱19右侧均设有呈圆柱形的凹槽41，凹槽41开口朝向立柱3内壁，凹槽41内设有定位球42，定位球42的直径小于凹槽41的半径，定位球42与凹槽41内壁之间顶接有压缩弹簧43，燕尾槽54左侧和右侧的槽壁上均开设有圆形定位槽55；燕尾凸棱19和燕尾槽54外表面均设有高密度聚乙烯层44，过滤框架17上设有位于立柱3外部的拉手16。

高压静电除尘箱包括上下通透的箱体20，箱体20上紧邻箱体20上端口处设有高压电离板21，箱体20内沿垂直方向设有高压集尘正极板22和高压集尘负极板23，高压集尘正极板22和高压集尘负极板23沿水平方向间隔设置。

垃圾收集机构位于初级过滤网框5与翻盖电机7铰接处下方，垃圾收集机构包括蜗轮蜗杆减速机27、丝杆28、滑动连接座30、垃圾袋固定环31和垃圾袋32；立柱3一侧沿垂直方向开设有导向孔36，立柱3上设有邻近导向孔36上端的限位开关51，立柱3外壁沿垂直方向开设有两条位于导向孔36两侧的滑轨37，蜗轮蜗杆减速机27固定在位于翻盖电机7下方的立柱3内，蜗轮蜗杆减速机27与限位开关51通过导线连接，丝杆28沿垂直方向转动连接在立柱3内，蜗轮蜗杆减速机27通过联轴器与丝杆28上端连接，滑动连接座30左侧螺纹连接在丝杆28上，滑动连接座30右侧穿过导向孔36并滑动连接在两条滑轨37上，滑动连接座30右侧通过第二销轴与垃圾袋固定环31铰接，第二销轴图中未示出，第二销轴与垃圾袋固定环31固定连接，第二销轴的一端传动连接有垃圾转动电机29，垃圾袋32敞口处与垃圾袋固定环31连接。

立柱3下部四周均设有出风口33，立柱3内设有位于所有出风口33之间出风导风罩34，出风导风罩34为上小下大的圆锥形结构，配电箱35位于出风导风罩34下方的立柱3内；配电箱35内设有蓄电池组、喷管控制开关、翻盖电机开关、蜗轮蜗杆减速机开关、垃圾转动电机开关、导风电机控制开关、清除驱动电机开关和高压静电除尘开关，翻盖电机7、蜗轮蜗杆减速机27、清除驱动电机11和垃圾转动电机29分别通过导线与蓄电池组连接。

本发明的具体使用方法为：将自动化除尘装置57绕城市道路旁以及城市小区内布置安装，并且所以自动化除尘装置57经供水管道39并联后与供水站2连接，所有自动化除尘装置57经电缆38并联合与变电站1连接；首先在导风电机6的带动下，离心叶轮14先将待净化空气从立柱3上端抽进到初级过滤网框5中，初级过滤网框5过滤较大的物体杂质，例如树叶、琐屑以及塑料等，然后待净化空气经过初级净化之后进入到过滤吸尘机构，过滤吸尘机构上的活性炭过滤芯18吸附待净化空气内的较大颗粒杂质、气态污染物及有害气态污染物，待净化空气经过进一步净化后进入到高压静电除尘箱内，高压电离板21周围形成高压电场，待净化空气进入高压电场内被电离，在高压电场内待净化空气中的分子被电离为正离子和电子，电子奔向正极过程中遇到尘粒，使尘粒带负电吸附到高压集尘正极板22表面，待净化空气经过更深层次的净化后由立柱3下部的出风口33并沿出风导风罩34外表向外排出；多次循环净化，城市内的空气变得越来越干净新鲜；

另外，太阳能电池板4将新能源太阳光能转变储存在蓄电池组内，蓄电池组为翻盖电机7、蜗轮蜗杆减速机27、导线电机和垃圾转动电机29提供电能；光电转换机构通过光学感应调节使太阳能电池板4始终朝向太阳，具体调节方法为：太阳能电池板4上设有太阳传感器50，当太阳传感器50接受不到光线照射时，即便通过信号线路将数据传递给控制器，控制器接收到信号后将信号反馈给转向电机56，转向电机56带动转向驱动盘48转动，转向驱动盘48偏心处铰接的转向拉杆49拉动太阳能电池板4转动，太阳传感器50重新接收到光线照射时，太阳传感器50将信号传递给控制器，控制器发出信号停止转向电机56工作，通过以上调节方法，太阳能电池板4始终朝向太阳；

当初级过滤网框5上的垃圾杂质过多时，可先打开垃圾转动电机29开关，垃圾转动电机29转动打开垃圾袋固定环31，使垃圾袋固定环31处于水平状态，然后启动翻盖电机7，与翻盖电机7铰接的初级过滤网框5绕铰接处向外反转，在反转过程中，初级过滤网框5上的垃圾杂质落入到垃圾袋32内，接着启动清除驱动电机11，清除驱动电机11转动带动主动轮10转动，主动轮10通过皮带12带动从动轮9转动，皮带12上设有清洁毛刷13，皮带12传动，清洁毛刷13可清扫初级过滤网框5上过滤网上的尘土，尘土落入到垃圾袋32内；当清除垃圾袋32内垃圾物时，可启动蜗轮蜗杆减速机27，蜗轮蜗杆减速机27带动丝杆28径向自转，丝杆28上的滑动连接座30沿两条滑轨37向下运动，滑动连接座30一侧连接的垃圾袋固定环31下落，之后可方便的倾倒出垃圾袋32内的垃圾物；

当过滤框架17上的活性炭过滤芯18吸附大量微尘时，可更换活性炭过滤芯18，具体操作为，初始状态定位球42通过压缩弹簧43顶接在右侧定位槽55内，然后向左缓慢拉动拉手16，过滤框架17上的燕尾凸棱19沿燕尾槽54向外滑动，定位球42缓慢滚出右侧定位槽55并在燕尾凸棱19的带动下向左滚动，操作者通过手感触到定位球42在压缩弹簧43的作用下落入左侧定位槽55内，停止拉动拉手16，取出失效的活性炭过滤芯18，更换新的活性炭过滤芯18，然后推动拉手16，使过滤框架17复位，燕尾凸棱19和燕尾槽54外表面均设有高密度聚乙烯层44，高密度聚乙烯层44用于使过滤框架17密封连接在立柱3内壁；

当使用本发明清除一段时间后，高压集尘正极板22和高压集尘负极板23上集落大量微尘杂质，此时打开喷管24控制开关，供水管道39的水由喷头26向外喷出，并清洗高压集尘正极板22和高压集尘负极板23，清洗后的污水由立柱3下部的出风口33并沿出风导风罩34外表向外排出。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。