新型廢棄口罩回收裝置設計1口罩回收裝置的設計思路1.1設計目的通過設計一款新型廢舊口罩回收裝置，防止口罩被隨意丟棄所帶來的二次污染，提高廢舊口罩回收的系統(tǒng)性、安全性及回收效率，保護醫(yī)用廢品工作人員的安全，減輕醫(yī)用廢品工作人員工作量，也促使城鎮(zhèn)居民改掉亂扔、亂丟口罩或用過的口罩清洗再利用的錯誤生活方式。機器內部的智能終端實時記錄回收數據，并上傳至后臺和疾控防疫中心，便于工作人員及時處理，也為傳染病的預防和衛(wèi)生健康的保障工作提供最基礎的數據支撐。1.2應用場景將廢舊口罩回收裝置放置在社區(qū)、學校、商場、交通樞紐等人員密集場所。人們可通過微信掃描二維碼將廢棄口罩投遞進裝置，同時可獲得積分返利，積分可以免費領取新的口罩。另外，微信公眾號的推文引導人們改掉口罩亂丟亂棄的習慣，增強民眾對口罩回收裝置的認知度，增加民眾對其的使用頻率。1.3裝置展示（1）首先，使用者開啟微信掃描顯示屏上的二維碼（初次使用的用戶需進入小程序通過微信注冊賬戶），啟動裝置，然后將廢棄口罩依次從投放口投入。經點驗裝置清點數量后，用戶的投放個數將顯示在屏幕上，待用戶確認后，經后臺處理，將用戶投放的口罩數量轉化為獎勵積分并發(fā)放到用戶的賬戶上。用戶在積攢一定的積分后即可消耗積分兌換全新的口罩。（2）當口罩被投進投放口即掉落至擋物板上，擋物板翻轉，使口罩落入殺菌消毒區(qū)，接受5min的紫外線和高溫殺菌；5min后，密集齒輪運轉，將口罩傳送至破碎區(qū)；在破碎區(qū)，刀輪組轉動攪碎，將廢棄口罩攪成碎片，并噴灑75%的醫(yī)用酒精。與此同時，若有人投放口罩，則擋物板翻轉進行如上操作。（3）破碎后的口罩碎屑會掉入下方的收集區(qū)，當口罩碎屑將要存放滿時，系統(tǒng)會提示相關工作人員及時清理；當用于兌換的口罩數量不足時，控制系統(tǒng)也會提示相關人員及時增添、補充一次性口罩，并對裝置進行定期維護。（4）根據使用環(huán)境的不同，將裝置分為室內型和室外型。室內型設備于附近接入電源和網絡，并采用可充電鋰電池作為應急供電。室外型設備由于可見太陽光，因此采取太陽能電池板配可充電鋰電池作驅動能源（節(jié)能環(huán)保），并配備擋雨板和排水裝置以達到保護設備的作用。此外，室外型設備的控制板上集成了GPS系統(tǒng)和SIM卡，便于設備聯(lián)網和網點定位。（5）以鋼化玻璃和鍍鋅板作為機身的主要材料。鍍鋅板堅固耐磨、防腐防潮、視覺效果好且性價比較高，保障產品在室外環(huán)境下穩(wěn)定運行。（6）隔熱材料選用酚醛泡沫塑料。該材料密度小、質輕、比強度高、彈性性能優(yōu)良，其強度隨密度增加而增大，有吸收沖擊載荷的能力，具有優(yōu)良的緩沖減震性能和隔音吸音性能，低熱導率，較好的隔熱性能，優(yōu)良的電絕緣性能，以及耐腐蝕、耐霉菌的性能。（7）箱體由外殼、廢棄口罩投遞口、取物口、防盜鎖、口罩存儲箱、LED顯示屏、太陽能板等模塊組成。終端系統(tǒng)具有紫外線、加熱、酒精消毒殺菌，兌換獎勵，自動箱門，溢滿感應，網絡操作，實時監(jiān)測，太陽能充電，避雨，底部排水等功能，操作簡單且適用于各類街道、社區(qū)、公園等戶外場地以及商場等地。1.4技術關鍵（1）采用功率為20W、波長為340nm、光輻照度為75μW/cm2的紫外線UVA燈對廢棄口罩進行照射，使得廢棄口罩主體面料中的PP分子鏈被破壞，進而加速廢面料的老化分解（形成PP粉料），在完成對廢棄口罩消毒的同時，實現對廢棄口罩的光照分離。分離工序簡單高效，且安全無毒。（2）口罩由無紡布和熔噴布制成。無紡布主要材料為聚乙烯，熔點為92℃；熔噴布主要材料為PP，熔點為164℃。新型冠狀病毒（COVID-19）的滅活溫度為56℃，金黃色葡萄球菌滅活溫度為74℃，H7N9型禽流感病毒滅活溫度為65℃。因此，控制加熱管溫度在80~90℃之間，即可滅活絕大多數主流致病菌。（3）裝置設計智能化，在系統(tǒng)內以微信小程序的形式與用戶綁定，設置反饋獎勵機制，對使用口罩回收裝置次數多的用戶發(fā)放獎品。1.5工作流程口罩進入投放口后落入擋板上，隨后擋物板翻轉，使口罩落入殺菌消毒區(qū)，接受5min的紫外線和高溫殺菌；5min后，密集齒輪運轉，將口罩傳送至破碎區(qū)；在破碎區(qū)，刀輪組轉動攪碎，將廢棄口罩攪成碎片，并噴灑75%的醫(yī)用酒精，口罩完全攪碎，流程結束。與此同時，若有人投放口罩，則擋物板翻轉進行如上操作，相關流程如圖1所示。圖1裝置工作流程1.6裝置概念圖加熱管是在無縫金屬管內裝入電熱絲，空隙部分填滿具有良好導熱性和絕緣性的氧化鎂粉后縮管制成。它結構簡單、熱效率好、機械強度好，對惡劣環(huán)境有良好的適應性。主機控制加熱管溫度在80~90℃之間。裝置總體結構如圖2所示。圖2總體結構示意圖投放口：用戶將廢棄口罩從投放口投入口罩處理裝置。擋物板：用于盛放投入的口罩并翻轉，使口罩落入處理系統(tǒng)。傳感器1，用于檢測口罩投放數量；傳感器2，用于檢測口罩是否進入破碎區(qū)，并啟動攪碎系統(tǒng)；傳感器3，用于檢測用戶兌換新口罩時，新口罩是否按數量投放；傳感器4，用于檢測存放區(qū)的口罩碎屑是否存滿；傳感器5，用于檢測廢棄口罩是否落入殺菌消毒區(qū)，并啟動殺菌消毒系統(tǒng)。紫外線滅菌燈：位于側邊和上方，用于消毒滅菌。加熱管：用于高溫滅菌。隔熱層：位于外層板材和加熱板之間，防止溫度傳遞到外層使用戶燙傷。齒狀傳送輪：齒輪均勻緊密分布于殺菌消毒區(qū)下方，將滅菌完畢的口罩送入破碎區(qū)，并將口罩壓緊壓實。刀具組：用于破碎口罩。太陽能板：用于為安裝在戶外的口罩回收裝置發(fā)電。LED顯示屏：用于顯示系統(tǒng)及公眾號相關信息，也便于用戶掃描二維碼，領取新的口罩。獎品儲放室：儲存用于兌換的新口罩。控制板：用于控制裝置內的各個零部件。酒精存放室：儲存用于消毒的75%酒精。酒精噴灑口：當刀具組攪碎口罩后，向碎屑噴灑酒精。取物口：用于領取兌換的新口罩。1.7投放策略第一步：計劃用時半年，主要在公共場所試點放置，如行政區(qū)、中心商務區(qū)、大學城等地。第二步：根據試點使用狀況，對反饋較好的試點周邊再次投放，范圍擴大到街道，計劃用時半年。第三步：根據反饋結果，在全市范圍內的小區(qū)、大中小學校、商場、景點等地放置，從而逐漸實現區(qū)域全覆蓋。2結語在疫情常態(tài)化時代，尤其是新冠病毒的變種———德爾塔毒株席卷而來，使得剛緩過勁的民眾不得不再次警覺起來。當前新冠疫苗對德爾塔毒株的預防率并不是很高，因此公眾防疫意識及措施的提高對于應對新一輪疫情將具有十分重要的意義。已知的廢棄口罩處理裝置都比較單一，它們或只有粉碎功能，或只有高溫處理功能，且大都是集中處理，極易在收集運輸過程中再次傳播病