便携式超声波循环净笔装置

作者: 时间:2022-04-01 点击数:

便携式超声波循环净笔装置

一、项目简介

随着绿色发展理念不断深入,解决风景区写生者洗画笔带来的污染问题成为现实之需;处在这个科技逐渐融入生活的时代,让美术生这一群体迎来更加智能的画桶,解决洗画笔换水频繁、洗笔效果差、易脏手等问题也成为时代之趋。面对客观的需要与趋势,便携式超声波循环净笔装置走进现实。本产品设计精巧,通过电控仓联动清水仓、清洁仓、污水仓,实现取水、清洁、倒水合三为一。利用超声波空化反应快速清洁,配置絮凝剂沉淀水分颗粒,与微型水泵等机械配合分离清水,可通过水循环进行多次清洗,能够取一次水后重复使用,且实现对画笔的高效清洁,足以满足美术生、写生群体对智能便捷的洗笔装置的要求。该产品在商业营销上采用多元化、分阶段的营销策略,前期以线上线下相结合进行零售、与相关院校合作为主,同时在周边画画体验馆、景区公园进行试点投放共享型产品,尝试共享经济策略。期间借助多平台、多群体做好宣传,严格把控产品质量,保证产品的良好口碑。后期提升品牌知名度,开展定制化专属服务、开拓新型的合作关系,进行赛事赞助、与协会合作协办展览等,与政府及相关单位协作,对于共享经济策略进一步扩大规模,投放至全国文创景区、大型艺术展等。

 

1 产品实物图

二、创新意义

1.环境:为了减少写生者倾倒画桶废水带来的污染,让自然之美不仅仅停留在画板上,更留在我们的身边,本产品设计让清水仓、清洁仓、污水仓通过电控仓进行联动,使取水、清洁、倒水合三为一,并利用絮凝剂沉淀水粉颗粒,与微型水泵等机械配合分离出清水,实现了水循环,能够满足多次循环清洁,并且分离出污染范围小得多的废弃凝结物。这样,仅灌满清水仓便可循环使用清水,可一次满足供一幅画甚至更多画的清洁画笔需求,水资源得到了更高效的利用,节约了大量水资源。其污染范围也大大减少,通过絮凝剂及其相关装置从污水中分离出颜料沉淀物,此时已可丢入垃圾桶或污水池进行统一处理。这些创新都针对实际的环境问题做出了技术应用,为留住自然之美打开了新的窗口。

2.使用者自身需求:大量美术生对于他们必要又熟悉的画桶有很多的改进期望。面对这种客观的市场需求,改进升级画桶应是必不可少的。经过创新,本产品仅需将笔插入清洗仓,利用超声波空化反应完成对画笔的高效清洁,又能够通过絮凝剂沉淀、微型水泵等机械配合实现污染物沉淀与水循环,既不需使用者手动洗画笔,不需跑动接水或倒弃污染物,基本解决了传统画桶的各种弊端,能够给使用者带来极大的便利,满足其智能、高效需求。

3.时代变革:科技发展之快,让生活中不少物品都进行了更新换代。智能触屏黑板、桌上清洁机、吸尘器等,画桶作为传统的美术工具,也应有其变革换代的新产品。电控仓联动清水仓、清洁仓、污水仓,利用絮凝剂沉淀颜料颗粒,通过微型水泵等配合分离清水,实现水循环,同时运用超声波实现高效清洁,几乎彻底改变了传统的简陋、粗放式画桶,尽显现代科技智能潮流。

三、产品工作方式

清水仓中预先装有至少可以洗两次笔的水量。顶部有夹持装置。将笔插入清洗仓,用顶部的夹持装置夹紧。打开清水仓与清洗仓之间的电磁阀,使清水仓中水流入清洗仓。启动置于清洗仓下部的超声波振子,超声波振子利用空化反应,使水中的小气泡爆炸,将画笔笔毛上的颜料颗粒脱落,进入水中(水中可视清洗情况加入洗涤剂)。一段时间后,笔已洗净,松开夹持装置,把笔取出。

按结束键,将洗笔仓中污水通过底部电磁阀流入下方污水仓,按压侧壁类似洗手液的按钮,使悬挂于侧壁、存放凝絮剂的盒子中的凝絮剂流入污水仓。因水粉颜料属于颗粒型污垢,不溶于水,只是在水中均匀分散,故絮凝剂与水粉颗粒絮凝沉淀,使水开始褪色。此时,清水仓中仍有供一次洗笔的水量,可随时供短时间间隔内(可能此时污水仓中尚未完全褪色)的下一次洗笔,一段时间后,当置于污水仓顶部的水质检测传感器检测到水已完全变清,此时启动电控仓中的微型水泵(对水泵作特殊处理,在其进水口水管处加入滤网,防止絮凝沉淀物进入水泵),将污水仓中的水吸入清水仓。由此,可无缝衔接地完成循环洗笔。

该净笔装置结构设计精巧紧凑,故整体体积小、便携,而且便于后期使用过程中的人工维护、以及定期去除污水仓底部积累的絮凝沉淀物。

 

2 去上盖图

 

3 主要原理图

 

4 管路连接原理图

四、研发团队

姚俊豪,郑州大学机械与动力工程学院2019级本科生,项目负责人;

张羽,郑州大学法学院2020级本科生,负责研究报告的撰写;

肖凯峰,郑州大学机械与动力工程学院2020级本科生,负责产品的建模与装配;

刘冬旭,郑州大学电气工程学院2019级本科生,负责硬件程序设计及调试;

陈博威郑州大学电气工程学院2020级本科生,负责硬件程序设计及调试。

五、所获成果

1实用新型《一种画笔用超声波清洗装置》专利号:ZL202120386105.0

2实用新型《一种画笔用洗笔装置》专利号:ZL202120910143.1

3实用新型《一种清洗舱及使用该清洗舱的超声波洗笔装置》专利号:ZL202120386086.1

4实用新型《一种新型的画笔用洗笔设备》专利号:ZL202120910167.7

5实用新型:《一种新型洗笔装置》申请号:202122618711.3

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