等离子陶瓷灭菌水龙头

摘要

本发明提出了一种等离子陶瓷灭菌水龙头，涉及等离子灭菌技术领域，包括进水端和出水端，进水端和出水端通过第一管道和第二管道连通，第一管道和第二管道靠近进水端的交叉位置设置有第一阀门，出水端设置有第二阀门，第一管道开设有与等离子发生模块连接的连通口，等离子发生模块的进气端连接有气泵，气泵的第一进气口连接有供气模块，供气模块包括氧气供应装置和氩气供应装置，氧气供应装置和氩气供应装置通过三通管道与气泵连接，三通管道分别与氧气供应装置、氩气供应装置连接的进气管道设置有流量阀，第一管道设置有水流监测模块和控制器，解决现有技术中的水龙头不具备消毒灭菌功能，无法满足医院、实验室等特殊场所用水的问题。

权利要求

1.等离子陶瓷灭菌水龙头，其特征在于，包括进水端和出水端，进水端和出水端通过并列设置的第一管道和第二管道连通，第一管道和第二管道靠近进水端的交叉位置设置有第一阀门，出水端设置有第二阀门，其中第一管道的侧壁上开设有与等离子发生模块的出气端连接的连通口，连通口设置有止回阀，等离子发生模块的进气端连接有气泵、气泵的第一进气口连接有供气模块，供气模块包括氧气供应装置和氩气供应装置，氧气供应装置和氩气供应装置通过三通管道与气泵连接，三通管道分别与氧气供应装置、氩气供应装置连接的进气管道设置有流量阀，第一管道设置有水流监测模块和控制器，第一阀门为设置于第一管道和第二管道靠近进水端的交叉位置的活塞，活塞通过枢转轴与交叉位置转动连接，枢转轴的一端伸出管道外暴露于外界环境，暴露于外界环境的一端连接有把手，形成通过掰动把手驱动活塞封堵第一管道与进水端连通或者封堵第二管道与进水端连通的结构，

活塞包括第一密封部、第二密封部和设置于第一、第二密封部之间的止挡部，第一密封部背离止挡部的一端设置有缩径段，缩径段的直径由靠近止挡部的一端向背离止挡部的一端减小，缩径段沿其周向设置有多圈密封圈，第二密封部的结构与第一密封部相同。

2.根据权利要求1所述的等离子陶瓷灭菌水龙头，其特征在于，三通管道的与气泵连接的出气管道输出的氧气浓度为40%至100%。

3.根据权利要求1所述的等离子陶瓷灭菌水龙头，其特征在于，气泵还包括第二进气口，第二进气口设置有第三阀门，形成第三阀门打开的情形下，第三进气口与外界环境连通的结构。

4.根据权利要求1所述的等离子陶瓷灭菌水龙头，其特征在于，等离子发生模块的出气端靠近连通口的位置连接有匀强磁场发生模块，等离子发生模块电离出的等离子体经匀强磁场发生模块汇聚之后进入第一管道。

5.根据权利要求1所述的等离子陶瓷灭菌水龙头，其特征在于，第一管道设置有过滤装置，过滤装置位于进水端和连通口之间。

6.根据权利要求1所述的等离子陶瓷灭菌水龙头，其特征在于，第一管道内设置有搅拌扇，搅拌扇位于连通口和出水端之间。

说明书

等离子陶瓷灭菌水龙头

技术领域

[0001] 本发明属于等离子灭菌技术领域，具体提供一种等离子陶瓷灭菌水龙头。

背景技术

[0002] 随着人们生活水平的不断提高，人类越来越重视健康养生。水作为生命之源，生活中必不可少的用品，更是越来越受到人们的关注。受环境污染的影响，水的质量也越来越
差，目前通常在供水厂对水进行集中处理之后再送往各处，最常见的是往水里通入适量氯
气对水进行杀菌消毒，但是在输送过程中水中还是不可避免地会增加细菌、微生物和污染
物等，如果不对自来水终端的自来水进行消毒灭菌，在人们用水过程中可能会给人体健康
带来很大的影响，特别是在医院、实验室等对水的质量要求较高的地方，对自来水的消毒灭
菌更为重要。

[0003] 相应地，本领域需要一种等离子陶瓷灭菌水龙头来解决上述问题。

发明内容

[0004] 本发明提出一种等离子陶瓷灭菌水龙头，解决现有技术中的水龙头不具备消毒灭菌功能，无法满足医院、实验室等特殊场所用水的问题。

[0005] 本发明的技术方案是这样实现的：等离子陶瓷灭菌水龙头包括进水端和出水端，进水端和出水端通过并列设置的第一管道和第二管道连通，第一管道和第二管道靠近进水
端的交叉位置设置有第一阀门，出水端设置有第二阀门，其中第一管道的侧壁上开设有与
等离子发生模块的出气端连接的连通口，连通口设置有止回阀，等离子发生模块的进气端
连接有气泵、气泵的第一进气口连接有供气模块，供气模块包括氧气供应装置和氩气供应
装置，氧气供应装置和氩气供应装置通过三通管道与气泵连接，三通管道分别与氧气供应
装置、氩气供应装置连接的进气管道设置有流量阀，第一管道设置有水流监测模块和控制
器。

[0006] 本方案的技术效果是：将水龙头的进水端和出水端之间的管道叉分为第一、第二管道，水流监测模块监测到第一管道内有水流动时，控制器控制气泵和等离子发生模块运
作，使进水端进来的自来水经第一管道进入出水端时被等离子发生模块电离的等离子灭菌
消毒，并携带部分等离子体从出水端流出；水流监测模块没有监测到水流动时，控制气泵和
等离子发生模块停止运作；由进水端进来的自来水经第二管道进入出水端时为不经等离子
灭菌消毒的自来水，从而满足用户不同场景下对水的质量的不同需求，等离子发生模块无
需持续工作，节约能源，符合绿色环保理念；空气中的氧气含量大约为21%，通过氧气供应装
置给等离子发生模块提供更高浓度的氧气，能提高等离子发生模块电离出的等离子体浓
度，提高对自来水的灭菌效果，自来水中包含的等离子体增多，可以对水龙头末端的医疗工
具、实验工具和手等进行灭菌消毒，提高水龙头的灭菌效果；氩气供应装置提供的氩气经离
子发生模块电离之后能够增加第一管道和出水端管道的比表面积，提高等离子体对管道的
灭菌效果，保持管道内干净清洁，避免对自来水的二次污染。

[0007] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，三通管道的与气泵连接的出气管道输出的氧气浓度为40%至100%。

[0008] 本方案的技术效果是：通过流量阀控制氧气供应装置和氩气供应装置内氧气和氩气的供应量，经实验研究，氧气浓度为40%至100%之间时，等离子发生模块对氧气的电离更
彻底，电离效率较高，对自来水的灭菌效果更佳。

[0009] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，气泵还包括第二进气口，第二进气口设置有第三阀门，形成第三阀门打开的情形下，第三进气口与外界环境连通的结构。

[0010] 本方案的技术效果是：在氧气供应装置内没有氧气供应时，可以关闭氧气供应装置的流量阀，打开第三阀门，使第三进气口与外界环境连通，气泵将空气泵入等离子发生模
块内，不至于氧气供应装置内没有氧气供应时，无法对自来水灭菌。

[0011] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，等离子发生模块的出气端靠近连通口的位置连接有匀强磁场发生模块，等离子发生模块电离出的等离子体经匀强磁场发
生模块汇聚之后进入第一管道。

[0012] 本方案的技术效果是：等离子体中的正负离子数目基本相等，系统在宏观上呈中性，但是作为一个带电粒子系，在小尺度上则呈现电磁性，受电磁场干扰和约束；匀强磁场
发生模块制造匀强磁场，将等离子体汇聚形成磁汇聚，从而将等离子体集束于第一管道的
连通口位置，提高进入第一管道内的等离子体浓度，从而提高对自来水的灭菌效果以及自
来水经水龙头流出后自来水中包含的等离子体浓度。

[0013] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，第一管道设置有过滤装置，过滤装置位于进水端和连通口之间。

[0014] 本方案的技术效果是：由于自来水流速较快，先将自来水中的灰尘等大颗粒污染物过滤之后减少自来水中的污染物量，再进行等离子体灭菌，可以使自来水的灭菌效果更
好、消毒更彻底。

[0015] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，第一管道内设置有搅拌扇，搅拌扇位于连通口和出水端之间。

[0016] 本方案的技术效果是：包含等离子体的气体经连通口进入第一管道内之后，搅拌扇可以将等离子体和自来水充分搅拌，提高等离子体对自来水的灭菌消毒效果。

[0017] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，第一阀门为设置于第一管道和第二管道靠近进水端的交叉位置的活塞，活塞通过枢转轴与交叉位置转动连接，枢转轴的
一端伸出管道外暴露于外界环境，暴露于外界环境的一端连接有把手，形成通过掰动把手
驱动活塞封堵第一管道与进水端连通或者封堵第二管道与进水端连通的结构。

[0018] 本方案的技术效果是：用户在需要使用消毒灭菌过的自来水时，可以掰动把手将活塞转动至封堵进水端与第二管道的连通处，打开出水端的第二阀门，第一管道的水流监
测模块监测到有自来水流动，控制器控制气泵和等离子发生模块运作，自来水经等离子灭
菌消毒之后从出水端流出；用户无需使用消毒灭菌过的自来水时，可以掰动把手将活塞转
动至封堵进水端与第一管道的连通处，自来水经第二管道和出水端流出。

[0019] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，活塞包括第一密封部、第二密封部和设置于第一、第二密封部之间的止挡部。

[0020] 本方案的技术效果是：在活塞封堵第一管道时，第一密封部塞入第一管道，止挡部抵靠于第一管道靠近进水端的端口处；在活塞封堵第二管道时，第二密封部塞入第二管道，
止挡部抵靠于第二管道靠近进水端的端口处。

[0021] 在上述等离子陶瓷灭菌水龙头的优选技术方案中，第一密封部背离止挡部的一端设置有缩径段，缩径段的直径由靠近止挡部的一端向背离止挡部的一端减小，缩径段沿其
周向设置有多圈密封圈，第二密封部的结构与第一密封部相同。

[0022] 本方案的技术效果是：缩径段的设置有利于第一密封部塞入第一管道、第二密封部塞入第二管道，密封圈的设置提高了活塞的密封性。

附图说明

[0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可
以根据这些附图获得其他的附图。

[0024] 图1为本发明等离子陶瓷灭菌水龙头的示意图；

[0025] 图2为本发明等离子陶瓷灭菌水龙头的第一阀门的正视图；

[0026] 图3为本发明等离子陶瓷灭菌水龙头的第一阀门的俯视图；

[0027] 图4为本发明等离子陶瓷灭菌水龙头的搅拌扇的示意图；

[0028] 附图标记列表：1、进水端；2、出水端；3、第一管道；31、连通口；4、第二管道；5、第一阀门；51、活塞；511、第一密封部；512、第二密封部；513、止挡部；514、缩径段；52、枢转轴；
53、把手；6、第二阀门；7、等离子发生模块；8、气泵；81、第一进气口；82、第二进气口；83、第
三阀门；9、供气模块；91、氧气供应装置；92、氩气供应装置；10、流量阀；11、匀强磁场发生模
块；12、过滤装置；13、搅拌扇。

具体实施方式

[0029] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0030] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅
仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构
造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅
用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0031] 此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地
连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在
本发明中的具体含义。

[0032] 本发明等离子陶瓷灭菌水龙头的具体实施例：如图1所示，等离子陶瓷灭菌水龙头包括进水端1和出水端2，进水端1和出水端2通过并列设置的第一管道3和第二管道4连通，
第一管道3和第二管道4靠近进水端1的交叉位置设置有第一阀门5，出水端2设置有第二阀
门6，其中第一管道3的侧壁上开设有与等离子发生模块7的出气端连接的连通口31，连通口
31设置有止回阀（图中未示出），防止自来水通过连通口31进入等离子发生模块7，等离子发
生模块7的进气端连接有气泵8、气泵8的第一进气口81连接有供气模块9，供气模块9包括氧
气供应装置91和氩气供应装置92，氧气供应装置91和氩气供应装置92通过三通管道与气泵
8连接，三通管道分别与氧气供应装置91、氩气供应装置92连接的进气管道设置有流量阀
10，第一管道3设置有水流监测模块（图中未示出）和控制器（图中未示出）。

[0033] 第一管道3内的水流监测模块监测到第一管道3内有水流动时，控制器控制气泵8和等离子发生模块7运作，使进水端1进来的自来水经第一管道3进入出水端2时被等离子发
生模块7电离的等离子灭菌消毒，并携带部分等离子体从出水端2流出，对水龙头终端的医
疗工具、实验工具以及手等进行消毒灭菌；水流监测模块没有监测到水流动时，控制气泵8
和等离子发生模块7停止运作，等离子发生模块7无需持续工作，节约能源，符合绿色环保理
念；由进水端1进来的自来水经第二管道4进入出水端2时为无经等离子体灭菌消毒的自来
水，从而满足用户不同场景下对水的质量的不同需求；氧气经等离子发生模块7电离之后产
生氧离子，氧离子具有强氧化性，自来水中的有机物通常为碳氢化合物，氧离子和碳氢化合
物发生反应生成二氧化碳、一氧化碳和水，从而起到灭菌作用，空气中的氧气含量大约为
21%，通过氧气供应装置91给等离子发生模块7提供更高浓度的氧气，能提高等离子发生模
块7电离出的等离子体浓度，自来水中包含的等离子体增多，可以对医疗工具等进行浸泡消
毒灭菌，提高水龙头的灭菌效果；氩气供应装置92提供的氩气经离子发生模块电离之后能
够增加第一管道3和出水端2管道的比表面积，提高等离子体对管道的灭菌效果，保持管道
内干净清洁，避免管道对自来水二次污染。

[0034] 如图2和图3所示，第一阀门5为设置于第一管道3和第二管道4靠近进水端1的交叉位置的活塞51，活塞51通过枢转轴52与交叉位置转动连接，枢转轴52的一端伸出管道外暴
露于外界环境，暴露于外界环境的一端连接有把手53，形成通过掰动把手53驱动活塞51封
堵第一管道3与进水端1连通或者封堵第二管道4与进水端1连通的结构。

[0035] 用户在需要使用消毒灭菌过的自来水时，可以掰动把手53将活塞51转动至封堵进水端1与第二管道4的连通处，打开出水端2的第二阀门6，第一管道3的水流监测模块监测到
有自来水流动，控制器控制气泵8和等离子发生模块7运作，自来水经等离子灭菌消毒之后
从出水端2流出；用户无需使用消毒灭菌过的自来水时，可以掰动把手53将活塞51转动至封
堵进水端1与第一管道3的连通处，自来水经第二管道4和出水端2流出；更换过程简单易操
作，提高用户体验。

[0036] 活塞51包括第一密封部511、第二密封部512和设置于第一、第二密封部512之间的止挡部513。在活塞51封堵第一管道3时，第一密封部511塞入第一管道3，止挡部513抵靠于
第一管道3靠近进水端1的端口处；在活塞51封堵第二管道4时，第二密封部512塞入第二管
道4，止挡部513抵靠于第二管道4靠近进水端1的端口处。第一密封部511背离止挡部513的
一端设置有缩径段514，缩径段514的直径由靠近止挡部513的一端向背离止挡部513的一端
减小，缩径段514沿其周向设置有多圈密封圈，第二密封部512的结构与第一密封部511相
同。缩径段514的设置有利于第一密封部511塞入第一管道3、第二密封部512塞入第二管道
4，密封圈的设置提高了活塞51的密封性。

[0037] 可以理解的是，虽然上述实施例中所述的第一管道3、第二管道4共用第一阀门5，但是这并不是对第一管道3、第二管道4阀门的设置方式的限制，例如还可以在第一管道3和
第二管道4内分别设置阀门，或者在第一管道3和第二管道4靠近出水端2的交叉位置设置第
一阀门5，但是需要需要说明的是，第一阀门5设置于第一管道3和第二管道4靠近出水端2的
交叉位置时，第一阀门5位于第一、第二管道4的端口时需要将第一阀门5固定于当前位置，
防止自来水将第一阀门5冲开，本领域技术人员可以根据实际情况和需要合理的设置第一
管道3和第二管道4的阀门。

[0038] 再次参照图1，三通管道的与气泵8连接的出气管道输出的氧气浓度为40%至100%。通过流量阀10控制氧气供应装置91和氩气供应装置92内氧气和氩气的供应量，将氧气的浓
度调整至合适区间内，由于空气中氧气含量仅大约21%，将氧气浓度调整为40%至100%时，等
离子发生模块7对氧气的电离更彻底，电离效率较高，电离出的等离子体浓度更高，对自来
水的灭菌效果更佳。

[0039] 气泵8还包括第二进气口82，第二进气口82设置有第三阀门83，形成第三阀门83打开的情形下，第三进气口与外界环境连通的结构。在氧气供应装置91内没有氧气供应时，可
以关闭氧气供应装置91的流量阀10，打开第三阀门83，使第三进气口与外界环境连通，气泵
8将空气泵8入等离子发生模块7内，不至于氧气供应装置91内没有氧气供应时，无法对自来
水灭菌。

[0040] 等离子发生模块7的出气端靠近连通口31的位置连接有匀强磁场发生模块11，等离子发生模块7电离出的等离子体经匀强磁场发生模块11汇聚之后进入第一管道3。等离子
体中的正负离子数目基本相等，系统在宏观上呈中性，但是作为一个带电粒子系，在小尺度
上则呈现电磁性，受电磁场干扰和约束，匀强磁场发生模块11制造圆形匀强磁场，将等离子
体汇聚形成磁汇聚，从而将等离子体集束于第一管道3的连通口31位置，提高进入第一管道
3内的等离子体浓度，从而提高对自来水的灭菌效果以及自来水经水龙头流出后自来水中
包含的等离子体浓度。一束水平向右发射的平行带正电粒子束射向圆形匀强磁场区，若粒
子在磁场中的轨道半径恰好等于磁场圆的半径，则所有进入磁场的粒子将从同一点射出圆
形磁场区，称为磁汇聚。

[0041] 第一管道3设置有过滤装置12，过滤装置12位于进水端1和连通口31之间。由于自来水流速较快，先将自来水中的灰尘等大颗粒污染物过滤之后减少自来水中的污染物量，
再进行等离子体灭菌，可以使自来水的灭菌效果更好、消毒更彻底。

[0042] 第一管道3内设置有搅拌扇13，搅拌扇13位于连通口31和出水端2之间。包含等离子体的气体经连通口31进入第一管道3内之后，搅拌扇13可以将等离子体和自来水充分搅
拌，提高等离子体对自来水的灭菌消毒效果。

[0043] 综上所述，本发明的等离子陶瓷灭菌水龙头的使用过程如下：将水龙头的进水端1与自来水输送管连接，调整氧气供应装置91、氩气供应装置92的流量阀10，使进入气泵8内
的气体中氧气浓度为60%；在用户需要使用消毒灭菌自来水时，掰动第一阀门5的把手53使
活塞51的第二密封部512塞入第二管道4，止挡部513抵靠于第二管道4靠近进水端1的端口，
打开出水端2的第二阀门6，自来水进入第一管道3内，第一管道3内的水流监测模块监测到
有水流动，控制器控制气泵8、等离子发生模块7以及匀强磁场发生模块11运作，气泵8将氧
气和氩气混合气体泵入等离子发生模块7，等离子发生模块7电离氧气和氩气形成等离子
体，在气泵8的泵力下，等离子体进入匀强磁场发生模块11，匀强磁场发生模块11将等离子
体汇聚之后通过连通口31喷入第一管道3内，与第一管道3内的自来水混合并对自来水中的
有机物等反应以达到对自来水消毒灭菌的效果，搅拌扇13在自来水的冲击下旋转，将自来
水和剩余的等离子体混合，含有等离子体的自来水通过出水端2流出，对水龙头终端的果
蔬、医疗工具和手等进行消毒灭菌；在用户关闭出水端2的第二阀门6时，水流监测模块监测
不到水的流动，控制器控制气泵8、等离子发生模块7和匀强磁场发生模块11停止运作；在用
户需要使用不消毒灭菌的自来水时，掰动第一阀门5的把手53使活塞51的第一密封部511塞
入第一管道3，止挡部513抵靠于第一管道3靠近进水端1的端口，打开出水端2的第二阀门6，
自来水进入第二管道4内并通过出水端2流出。

[0044] 在氧气供应装置91内无氧气供应时，可以及时充氧或者暂时关闭氧气和氩气供应装置92，打开气泵8上的第三阀门83，使气泵8的第二进气口82与外界环境连通，在需要对自
来水消毒灭菌时，气泵8将空气泵8入等离子发生模块7。

[0045] 以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。