Устройство для оздоровления воздуха

 

Использование: устройство относится к области медицинских технических средств преобразования воздушной среды и может быть использовано для создания такой атмосферы в жилых и служебных помещениях, которая обеспечивает сохранение и улучшение состояния здоровья присутствующих там людей. Сущность: в устройство, содержащее выпрямитель, преобразователь постоянного напряжения и формирователь потока отрицательных ионов, введены коммутатор, реле времени, блок индикации, два компаратора и чувствительный блок. 3 ил.

Изобретение относится к области медицинских технических средств преобразования воздушной среды и может быть использовано, в частности, для создания такой атмосферы в жилых и служебных помещениях, которая обеспечит сохранение и улучшение состояния здоровья присутствующих людей.

Известна бактерицидная лампа, предназначенная для той же цели (Советский энциклопедический словарь, 4-е изд. испр. и доп. М. Советская энциклопедия, 1989, стр. 101) и являющаяся питаемым электроэнергией газоразрядным источником ультрафиолетового излучения, содержащим инертный газ, например гелий, с небольшим количеством ртути и кадмия.

Недостатком этого устройства является опасность вредного действия его излучения на зрение людей. Поэтому данное устройство должно быть включено для работы в помещении лишь при отсутствии людей в этом помещении.

Известен осевой вентилятор, свободный от указанного недостатка (Политехнический словарь, 3-е изд. М. Советская энциклопедия, 1989, стр.74), которое содержит цилиндрический полый корпус, внутри которого на трех стержнях укреплен вдоль оси цилиндрического корпуса двигатель, на вращающейся оси которого укреплено лопаточное колесо.

Недостатком этого устройства является ограниченная область применения, т.к. оно может быть успешно применено лишь в том случае, если вне вентилируемого помещения имеется заведомо благоприятная для здоровья человека атмосфера, что не обеспечивается в достаточной мере, например, в городских условиях.

Наиболее близким по количеству общих функциональных узлов к предлагаемому устройству является устройство (Б.С.Иванов. Электроника в самоделках, 1975, стр. 172), которое содержит последовательно соединенные выпрямитель, преобразователь постоянного напряжения и формирователь потока отрицательных ионов в виде электроэффлювиальной люстры (Чижевский А.Л. Аэроионификация в народном хозяйстве. М. Госпланиздат, 1960.).

Недостатком этого устройства является отсутствие автоматической индикации нахождения устройства в рабочем состоянии и автоматического управления режимом его работы, что приводит к опасности снижения вероятности реализации данным устройством требуемого от него режима функционирования (функциональной надежности) по медицинским требованиям (требованиям электротерапии), например, при изменении обстановки внутри аэроионизируемого помещения, при изменении числа людей в этом помещении, времени их пребывания в нем, при изменении режима его вентиляции по отношению к моменту времени включения устройства и его первоначальной (на момент установки) настройки, а также при изменении режима работы самого устройства, например, из-за возникновения в нем какой-либо технической неисправности.

Техническим результатом предлагаемого устройства является автоматическая индикация нахождения устройства в рабочем состоянии и автоматическое управление режимом его работы, что обеспечивает устранение опасности снижения функциональной надежности устройства при изменении условий его эксплуатации или режима его работы и как следствие расширение области применения устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для оздоровления воздуха, содержащее последовательно соединенные выпрямитель, преобразователь постоянного напряжения и формирователь потока отрицательных ионов, введены коммутатор, реле времени, блок индикации, два компаратора и чувствительный блок, выход которого подключен к входу одного компаратора и входу другого компаратора, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого подключен к входу выпрямителя, первый выход реле времени соединен с вторым входом коммутатора, второй выход и третий выход реле времени подключены соответственно к первому и второму входу блока индикации, третий вход которого соединен с выходом одного компаратора.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 схема развертывания его в пределах помещения, в котором аэроионизируется данным устройством воздух, на фиг. 3 эпюры сигналов на выходах блоков устройства.

Предлагаемое устройство содержит: формирователь потока отрицательных ионов 1, выполненный, например, в виде металлического круглого обода, на котором натянуты по взаимно-перпендикулярным направлениям оголенные провода, образуя сетку, в узлах которой впаяны металлические иглы, металлический круглый обод предназначен для подключения к источнику сигнального напряжения, поэтому он является входом формирователя потока отрицательных ионов 1; преобразователь постоянного напряжения 2, выполненный, например, в виде последовательно соединенных генератора гармонических колебаний, повышающего трансформатора и выпрямителя с умножением напряжения, выход которого является выходом преобразователя постоянного напряжения 2, вход питания генератора гармонических колебаний является входом преобразователя постоянного напряжения 2, выход которого подключен к входу формирователя потока отрицательных ионов 1; выпрямитель 3, выполненный, например, в виде последовательно соединенных диодного выпрямителя и коммутатора, выход которого является выходом выпрямителя 3, управляющий вход коммутатора является входом выпрямителя 3, выход которого подключен к входу преобразователя постоянного напряжения 2; коммутатор 4, выход которого подключен к входу выпрямителя 3; реле времени 5, выполненное, например, в виде одного инвертора, другого инвертора, одного коммутатора, последовательно соединенных генератора импульсов, другого коммутатора, одного счетчика импульсов, одной дифференцирующей резистивно-емкостной цепи, одного диодного выпрямителя, одного одновибратора, одного сумматора, другого счетчика импульсов, третьего инвертора, третьего коммутатора, другого сумматора и четвертого коммутатора, последовательно соединенных пятого коммутатора, третьего счетчика импульсов, другой дифференцирующей резистивно-емкостной цепи, другого диодного выпрямителя и другого одновибратора, выход которого подключен к второму входу одного сумматора и второму входу одного счетчика импульсов, выход которого соединен с входом одного инвертора, выход которого подключен к второму входу третьего коммутатора и второму входу другого коммутатора, первый вход которого соединен с первым входом пятого коммутатора и первым входом одного коммутатора, выход которого подключен к второму входу другого счетчика импульсов, выход одного одновибратора соединен с вторым входом третьего счетчика импульсов, выход которого подключен к входу другого инвертора, выход которого соединен с вторым входом пятого коммутатора и первым входом четвертого коммутатора, второй вход другого сумматора подключен к первому входу третьего коммутатора и второму входу коммутатора, выход одного инвертора является первым выходом реле времени 5, выход третьего коммутатора является вторым выходом блока 5, выход четвертого коммутатора является третьим выходом реле времени 5, первый выход которого соединен с входом коммутатора 4; компараторы 6, 7, выход компаратора 6 подключен к входу коммутатора 4, вход компаратора 6 соединен с входом компаратора 7; чувствительный блок 8, выполненный, например, в виде мультивибратора, последовательно соединенных принимающей металлической пластины, резисторно-транзисторного моста, коммутатора, усилителя видеоимпульсов и коммутационного (синхронного) фильтра, управляющий вход коммутатора, резисторно-транзисторный мост содержит, например, в одном плече транзистор, а в трех остальных плечах резисторы, одна из диагоналей этого моста является его выходом, эмиттер транзистора резисторно-транзисторного моста является его входом, выход коммутационного (синхронного) фильтра является выходом чувствительного блока 8, который подключен к входу компаратора 6 и входу компаратора 7; блок индикации 9, выполненный, например, в виде мультивибратора, последовательно соединенных одного коммутатора, другого коммутатора, сумматора и светового индикатора, последовательно соединенных третьего коммутатора и четвертого коммутатора, выход которого подключен к второму входу сумматора, второй вход другого коммутатора соединен с вторым входом четвертого коммутатора и выходом мультивибратора, первый вход одного коммутатора подключен к первому входу третьего коммутатора, второй вход которого является первым входом блока индикации 9, второй вход одного коммутатора является вторым входом блока 9, первый вход одного коммутатора является третьим входом блока индикации 9, который соединен с выходом компаратора 7, первый вход и второй вход блока 9 подключены соответственно к второму и третьему выходу реле времени 5.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием введенных новых блоков, к которым относятся коммутатор, реле времени, блок индикации, два компаратора и чувствительный блок, и введенных связей. Следовательно, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко применяются для реализации технических функций, определяемых названием каждого из этих блоков. Однакосравнение заявляемого технического решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники не позволяет выявить предложенные отличительные признаки по совокупности введенных блоков и связей, обеспечивающих получение нового технического результата и отличающих заявленное техническое решение от прототипа. Это свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию "существенные отличия".

Предложенное устройство разворачивается в пределах помещения, в котором предполагается оздоровить воздух данным устройством, например, так, как показано на фиг. 2. При этом целесообразно осуществить необходимую ориентацию формирователя потока отрицательных ионов 1 (в сторону предполагаемого расположения людей). Это можно обеспечить, если, например, конструктивно формирователь потока отрицательных ионов 1 прикреплен изоляционными пластинами к коробке, в которой расположены, например, реле времени 5, коммутатор 4, выпрямитель 3 и преобразователь постоянного напряжения 2. Чувствительный блок 8 конструктивно, например, расположен в другой коробке, в которой содержатся также компараторы 6, 7 и блок индикации 9.

Работает предлагаемое устройство следующим образом.

После включения устройства ввиду инерционности процесса наполнения воздуха помещения отрицательными ионами (т.е. аэроионизации помещения) на выходе компаратора 6 сигнал отсутствует и коммутатор 4, находясь в открытом состоянии, пропускает выходной сигнал реле времени 6 (фиг. 3,а). Этим сигналом обеспечивается формирование сигнала на выходе выпрямителя 3 (фиг. 3,б). Под влиянием выходного сигнала выпрямителя 3 формируется сигнал на выходе преобразователя постоянного напряжения 2 (фиг. 3,в). Действие выходного сигнала преобразователя постоянного напряжения 2 на входе формирователя потока отрицательных ионов 1 вызывает появление на выходе блока 1 потока отрицательных ионов. Ввиду инерционности процесса формирования потока отрицательных ионов появляется медленно растущий сигнал на выходе чувствительного блока 8 (фиг. 3,г). В первый момент после включения устройства сигнал на выходе чувствительного блока 8 не превышает порогового уровня U_пор.1 (фиг. 3, г), что фиксируется компаратором 7. Поэтому на вход блока индикации 9 поступает сигнал, информирующий о ненормальной работе устройства. Но так как это происходит в период времени, соответствующий переходному процессу в устройстве после его включения, то на вход блока индикации 9 с выхода реле времени 5 поступает сигнал (фиг. 3,д), исключающий срабатывание этого блока 9 в данный период времени (в этот период времени уровень сигнала на выходе блока 5 равен нулю). По истечении времени переходного процесса в устройстве сигнал на выходе чувствительного блока 8 возрастает выше величины U_пор.1 (фиг. 3, г). Если это происходит до момента появления ненулевого значения выходного сигнала реле времени 5 на входе блока индикации 9, то блок 9 не включает световой индикатор, фиксируя этим вхождение устройства в нормальный режим работы. Если в помещении, в котором установлено устройство, еще до включения этого устройства воздух уже наполнен определенным количеством отрицательных ионов (например, при расположении помещения в курортной зоне), то при работе устройства в стационарном режиме возможно нарастание числа отрицательных ионов выше допустимого для сохранения и улучшения состояния здоровья людей уровня. В этом случае сигнал на выходе чувствительного блока 8 превысит пороговый уровень U_пор.2 (фиг. 3,г), что зафиксируется компаратором 6. Под влиянием сигнала, появляющегося в этом случае на выходе компаратора 6, коммутатор 4 закрывается и прекращает поступление выходного сигнала реле времени 5 на вход выпрямителя 3. В результате формирователь потока отрицательных ионов 1 снижает интенсивность процесса формирования отрицательных ионов и тем самым приводит к снижению ниже U_пор.2 уровня сигнала на выходе чувствительного блока 8 (фиг. 3, г). В связи с этим компаратор 6 возвращается в исходное (несработавшее) состояние и сигнал с выхода реле времени 5 вновь поступает на вход выпрямителя 3, исключая возможность значительного снижения плотности потока отрицательных ионов, формируемых блоком 1. Однако если под влиянием случайно возникших изменений в работе устройства или из-за появления непредвиденных природных изменений процесс формирования потока отрицательных ионов отклонится от нормального, то плотность потока этих ионов может существенно снизиться. В этом случае сигнал на выходе чувствительного блока 8 снизится ниже U_пор.1, а компаратор 7 в связи с этим зафиксирует падение уровня входного для него сигнала. В этом случае в блоке индикации 9 включится коммутатор подачи видеоимпульсов на световой индикатор (для рассматриваемого примера исполнение блока 9) и тем самым блоком индикации 9 будет сформирован сигнал неисправной работы устройства.

Если при работе устройства сигнал неисправности не возникает, то возможно применение устройства для лечебных целей, т.е. возможен допуск людей для получения лечебных воздействий в помещение, где расположено заявляемое устройство. Известно (Иванов Б.С. Электроника в самоделках, 1975, стр. 178/, что при определенном уровне плотности потока отрицательных ионов продолжительность ежедневного сеанса аэроионизации должна быть ограничена. Поэтому в заявляемом устройстве предусмотрено автоматическое выключение процесса формирования отрицательных ионов устройством. Выключение процесса аэроионизации осуществятся автоматически с помощью реле времени 5. По окончании времени, предусмотренного на лечебную аэроионизацию, сигнал на выходе реле времени 5 обратится в нуль (фиг. 3,а). Начиная с этого момента времени, из-за выключения и сигнала на выходе выпрямителя 3 плотность потока отрицательных ионов в помещении должна снижаться и соответственно должна снижаться величина сигнала на выходе чувствительного блока 8. Для того чтобы зафиксировать нормальное осуществление этого процесса (или отклонение его от нормы), с выхода реле времени 5 на вход блока индикации 9 поступает управляющий сигнал (фиг. 3, е). Под влиянием этого сигнала блок индикации 9 фиксирует качество процесса снижения плотности потока отрицательных ионов в помещении. Для этого данным сигналом блок индикации 9 переключается на фиксацию снижения уровня выходного сигнала компаратора 7, что должно произойти при снижении уровня сигнала на выходе чувствительного блока 8 ниже U_пор.1 (фиг. 3,г), обусловленным процессом снижения плотности отрицательных ионов в помещении. Но так как процесс снижения плотности отрицательных ионов инерционен, то для исключения ошибочной фиксации качества работы устройства включение блока индикации 9 осуществляется с задержкой после выключения сигнала реле времени 5, воздействующего на выпрямитель 3 (фиг. 3,е). Если в течение этого времени задержки плотность потока отрицательных ионов снизится так, что сигнал на выходе чувствительного блока 8 снизится ниже U_пор.1 (фиг. 3,г), то блок индикации 9 не выработает никакого сигнала для рассматриваемого примера его исполнения блока 9, фиксируя таким образом исправность устройства. Если же после окончания времени задержки сигнал на выходе чувствительного блока 8 не снизится ниже U_пор.1, то компаратор 7 будет иметь на выходе высокий уровень сигнала. Под влиянием этого сигнала блок индикации 9, находящийся в режиме фиксации снижения этого уровня сигнала, зафиксирует отсутствие такого изменения выходного компаратора 7, что будет индицировано включением светового индикатора в блоке 9 (для рассматриваемого примера исполнения блока 9). Этим способом блоком индикации 9 будет выдана информация о ненормальном прохождении процесса выключения формирования потока отрицательных ионов. Причина такого отклонения от нормы может состоять либо в нарушении работоспособности устройства, либо в неожиданном появлении постороннего источника отрицательных ионов.

Таким образом, благодаря введению блоков и связей, осуществляющих автоматическую индикацию нахождения предлагаемого устройства в рабочем состоянии и автоматическое управление режимом его работы, обеспечено устранение опасности снижения функциональной надежности устройства при изменении условий его эксплуатации или режима его работы и как следствие расширение области применения заявляемого устройства.

Формула изобретения

Устройство для оздоровления воздуха, содержащее последовательно соединенные выпрямитель, преобразователь постоянного напряжения и формирователь потока отрицательных ионов, отличающееся тем, что в него введены коммутатор, реле времени, блок индикации, два компаратора и чувствительный блок, выход которого подключен к входу одного компаратора и входу другого компаратора, выход которого соединен с первым входом коммутатора, выход которого подключен к входу выпрямителя, первый выход реле времени соединен с вторым входом коммутатора, второй выход и третий выход реле времени подключен соответственно к первому и второму входу блока индикации, третий вход которого соединен с выходом одного компаратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3