便携式超声波循环净笔装置-郑州大学机械与动力工程学院

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。

图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。