CN102847454A

CN102847454A - 医用清创臭氧水制备装置

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Publication number: CN102847454A
Application number: CN2012103142467A
Authority: CN
Inventors: 荣建忠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2012-08-30
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: CN102847454B

Abstract

医用清创臭氧水制备装置，臭氧发生器(4)的出气管前端接入储水箱(7)液面下与出水管(3)的吸水口(8)连接，并保持臭氧出气导入吸水口(8)内，出水管(3)与浮球(6)连接，吸水口(8)随浮球(6)高低升降，保持吸水口(8)在液面下≤40cm。采用浮球装置臭氧气体与水的初始融合点稳定保持在储水箱内液面下固定的相对高度，制备出的臭氧水其臭氧含量较高而且稳定，出水中还含有大量的被水包裹的臭氧气泡，喷出的臭氧水更加适合伤口杀菌，并延长臭氧在伤口的作用时间，节能安全，效率高，成本低，更加适于医用，可达3mg/L-20mg/L，臭氧溶合率达到80-90％，减少了臭氧的挥发，既避免了浪费，又减少了污染。

Description

医用清创臭氧水制备装置

技术领域

本发明涉及国际专利分类C02F1/78用臭氧水的处理或A61L2/18液态物质材料或消毒的一般方法或装置或B01F混合技术或装置，尤其是医用清创臭氧水制备装置。

背景技术

在现有技术中，臭氧OZONE，分子式为O₃，是氧气的同素异形体，在常温、常压下分子结构易变，很快自行分解为氧气(O₂)和单个氧原子(O)，氧原子具有很强的活性，易与不饱和化合物发生反应，对细菌、病毒等微生物有较强的氧化作用。臭氧在应用后剩余的是氧气，所以是高效的、无二次污染的氧化剂。因臭氧非常活泼，不易储存和运输，只能现产现用，所以臭氧发生器成为了臭氧技术的代表设备。工业臭氧的产生主要以含氧气体为原料，在强电场的作用下，将氧气分子打开重新组合产生臭氧。臭氧的分子式O₃，分子量48，气味草腥味，颜色淡蓝色，1大气压，0℃时溶解度(ml/L水)640，稳定性易分解，，1大气压，0℃时密度2.144g/L，阈值0.02ppm，大气中允许安全浓度0.1ppm(＝0.2mg/m³air)，25℃时氧化还原电位+2.07v；臭氧气具有极强的氧化能力，在水中的氧化还原电位为2.07V仅次于氟电位2.78V，居第二位，他的氧化能力高于氯1.36V二氧化氯1.5V。正因为臭氧具有极强的氧化性，所以对细菌、霉菌、病毒有强烈的效果，这种作用通常是物理、化学、生物方面的综合效应。人们利用臭氧的这一特性来杀菌、消毒、除臭、脱色、分解有机物。正因为氧气活泼的化学性质，常温下大约三十分钟就还原成氧气，臭氧无法贮存，只能现场产生，立即使用。

臭氧是广谱、高效的杀菌剂。在一定浓度下，臭氧可迅速杀灭水中和空气中的细菌，灭菌速度是氯的二倍以上。更重要的是臭氧在杀菌后还原成氧，因而没有任何残留和二次污染，这是一些化学制剂无法做到的。臭氧用于空气消毒时，由于弥散性好，不像紫外消毒时存在照射不到的“阴影区”，所以消毒效果更佳。臭氧极易溶解于水而生成臭氧水(溶解度是氧气的十三倍)。臭氧在溶解于水的过程中，除能杀灭水中的细菌外，还能分解水中的有机物等害污染物质，同时对水有脱色作用。

臭氧除了消毒灭菌外，它的去味能力很强，如空气中的烟味、腥味、臭味等异味，使用臭氧都可以除掉，并能同时杀灭空气中的细菌。目前在许多国家和地区，臭氧的应用很普及，如应用在饮用水消毒、泳池水消毒、养殖用水消毒、医用水消毒、污水处理、食品厂和药厂空气消毒、治疗疾病、造纸漂白等行业和领域；至少小型的民用臭氧电器产品，种类繁多，已成为人们日常生活用品。

臭氧水在杀菌消毒方面应用较广泛：食品厂、制药厂需要对原材料等物体表面进行过流式浸没杀菌，而形成无菌的原材料表面，对包装容器可以高浓度臭氧气体接触完成消毒杀菌。如水果等经过清洗后可达到无菌而可以制成浓缩果汁。在水产品加工中——冷冻包装之前，通过高浓度臭氧水喷淋杀菌或过流式浸没杀菌，对水产制品的卫生指标达到了完美的控制，避免了使用氯化物带来余氯超标的问题。在液体食品加工如饮料、果汁等，和制药厂的生产过程中，高浓度臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗，从而达到高效灭菌。管路、设备及容器表面上的细菌病毒被冲淋及杀死，非常简单省事。即不会产生死角，还避免了使用其它化学消毒剂带来的有害物质排放及残留，而臭氧无任何残留和二次污染。可广泛应用于宾馆、酒店、机关食堂，为餐饮具、瓜果蔬菜杀菌消毒、农药降解；以及儿童玩具、物体表面的杀菌消毒；以及水处理；还可以广泛应用于公共饮食食堂、果蔬加工厂、食品加工厂等处，用来去除农药、化肥、食品添加剂等有害物质。可广泛应用于工业用水的防藻、杀菌，养殖用水的杀菌防病，污水处理过程中的除臭、脱色、灭菌等工艺。食品保鲜：可广泛应用于冷冻厂、食品加工厂、牲畜屠宰厂等单位生产加工过程中的原料及成品贮存、保鲜、消毒的工艺过程。净化清洁：*可广泛应用于臭氧洗衣是宾馆、酒店、桑拿浴室、医院、制药、食品等行业洗涤衣物的理想选择机器。可广泛应用于公共场合、厕所、生产场地的净化清洁。

臭氧水，因其具有的独特治疗效果在国际医疗领域倍受欢迎，主要用于消毒，杀菌。臭氧水高压冲洗，对于感染，污染创面的清洁，除菌，预防感染效果已得到多年的临床研究证实。医用洗消清创仪采用新科技，实现了高浓度臭氧水的即时制备，在高压动力下通过喷头喷出，实现冲洗，消毒，给氧同步完成，降低医护人员工作量，减轻患者清创痛苦，是临床各医疗科室清创的常用设备。临床适用范围包括烧伤科：烧伤创面清洁，杀菌，换药，促进愈合。

臭氧水通常采用臭氧气体溶解于水的方法制备，臭氧溶解的方法中气液混合装置是产生臭氧水必不可少的装置，虽然臭氧水易溶于水，溶解度比氧气高几十倍，但是总体上属于难溶于水的气体，而且为了满足实际需要，必须采用高效的溶解技术，使臭氧与水充分接触、混合。接触面积、事件、臭氧浓度、压力等都是混合效率的决定因素，常见混合方法包括鼓泡法、深U管混合法、射流法及涡轮负吸法等，其中，鼓泡法具体包括：臭氧经过压缩后利用鼓泡器件，分散成微小气泡与水充分接触，气泡越小、越多、浓度越大，效果越好。该方法技术成熟，维护简单，水头损失小，但缺点是，为达到高的高的传质效率，有效池深较大，设备体积庞大，反应时间长，设备成本高。同时鼓泡器件微孔易堵塞，对气液接触造成不利影响。实际应用中常采用二次溶解的方法提高溶解率，比如采用文丘里和气液溶解分离器组合的溶解方式，在一秒左右的溶解时间里，臭氧的传质效率达到98％，有效溶解效率达到72％，产生的臭氧水浓度最高达到9.35g/m3，解决了传统设备体积庞大、运行成本高的问题。比如，又比如高浓度臭氧水机循环臭氧水浓度可高达10ppm以上一般在5ppm时，臭氧水具有超强的杀菌能力。

臭氧水通常生产设备由氧气发生器、臭氧发生器、高压电源、气液混合泵加静态混合器、气水分离器、控制***等部分组成。设备用氧气发生器产生的高浓度氧气为气源，通过变频放电产生臭氧，并利用臭氧的强氧化性进行杀菌消毒和降解农药。设备内制氧机以美国进口沸石分子筛为吸附剂，用变压吸附法(PSA)将空气中的氧气与氮气分离，并滤除空气中的有害物质，从而获取高纯度的氧气，并大大提高臭氧产量、纯度和效率。然后，通过气液混合泵加静态混合器的气水强力混合把高浓度的臭氧充分溶解在水中，形成具有杀菌能力和降解农药功能的高浓度臭氧水。

虽然如此，高浓度臭氧水的制备专利文献技术仍然公开较少。

中国专利申请号200910213073.8一种高浓度臭氧水生产机，包括壳体，壳体内设有高频逆变电源，放电室、气水混合装置，所述放电室与气水混合装置相连通，其中，所述壳体内设有控制装置，所述控制装置与所述高频逆变电源相连，由于壳体内设有控制装置，控制装置与高频逆变电源相连，通过对电源相关参数的改变来调节放电室产生的臭氧量。

中国专利申请号200410048201.5一种快速产生高浓度臭氧循环水的设备，包括壳体、进出水口、控制开关、延时继电器、氧气发生器、臭氧发生器、冷却装置、气液混合泵、静态混合器、气液混合分离罐、尾气排放控制阀、循环消毒水池。采用氧气源产生臭氧，通过气液混合泵、静态混合器、气液混合分离罐进行三级强力气液混合，使得臭氧可以和水高效、充分混合。

中国专利申请号200920256899.8一种高浓度臭氧水生产机，包括壳体，壳体内设有高频逆变电源，放电室、气水混合装置，所述放电室与气水混合装置相连通，其中，所述壳体内设有控制装置，所述控制装置与所述高频逆变电源相连，由于壳体内设有控制装置，控制装置与高频逆变电源相连，通过对电源相关参数的改变来调节放电室产生的臭氧量，调节臭氧水中臭氧的含量，从而使得该臭氧水生产机的臭氧产量和浓度可以调整，解决了顾客现场臭氧量任意调节的问题，使用更加方便。

中国专利申请号01238244.2一种臭氧水机。包括臭氧发生器、水射器、气水分离塔、尾气催化柱及制氧机等，增设鼓气混合塔机构。

中国专利申请号201010157036.2一种制备高浓度臭氧水的方法，以及该工艺配套使用的制备高浓度臭氧水的装置，是由臭氧发生器、水泵、水箱、气泵以及连接管路组成。在臭氧发生器的出气口和进气口分别连通臭氧输出管和气体注入管，在不封闭的空腔水箱内装设吸水头，吸水头下端与水箱内导通，上端连通吸水管，吸水管上端与水泵的吸水口连通，在水泵的出水口处连通软管，软管端部装设喷枪。

中国专利申请号200410041350.9一种高浓度臭氧水生产机，该机在壳体内中部设有PSA制氧装置，底部设有气水混合装置，在气水混合装置的上方设有气水分离罐，气水分离罐上方设有尾气净化装置，靠壳体内顶部设有搪瓷管放电室及高频逆变电源。PSA制氧装置与搪瓷管放电室之间，及搪瓷管放电室与气水混合装置之间，均有管道连通。

在臭氧水制备的相关技术中，应用与医疗清创等领域的内容更加稀少。

中国专利申请号201020238998.6一种浓度可调式医用臭氧水生成器，包括至少一个臭氧发生器，所述臭氧发生器通过臭氧输出管与气水混合器连接，气水混合器与气水分离器、臭氧还原器通过管道连接，气水分离器的下部有臭氧水输出管，臭氧还原器的上部有排气管，所述气水混合器的上部通过入水调节仪与医用净水池连接。

中国专利申请号200810186202.4一种牙科用臭氧水医疗套装设备，其包括一连接有一进水管的温水槽、一具有连通于该温水槽的连通管的冷水槽、一分别连通该温水槽与冷水槽的盥洗槽、一连接于该温水槽的冲牙机、一连接于该冷水槽的洗牙机以及一循环供水***，该循环供水***包括一泵、一强制混合器、一制氧机以及一臭氧产生器，该泵是连接于该冷水槽，而该强制混合器是连接于该泵，又设有一连接于该温水槽及该冷水槽的供水管，而该制氧机与该臭氧产生器连接后连通于该循环水出水管。

中国专利申请号92216235.2一种灭菌装置，它是应用臭氧水能够高效氧化灭菌原理进行工作的，高频高压脉冲驱动固体沿面放电，使空气生成臭氧，被串联的两级高效压差混合器吸入，与水混合生成高浓度臭氧水，高频沿面放电产生的热量被流经内部的臭氧水带走。

中国专利申请号200710072921.9一种具有医疗保健功能的臭氧水疗方法，将电解纯净水生成的高浓度臭氧技术与美容美体系列设备进行结合使用。

中国专利申请号02226863.4臭氧水产生装置，包括臭氧发生器和气液混合器，气液混合器由三通管、安装在三通管中的螺旋形导流件及滤网组成，臭氧发生器出口与三通管进气口之间连接单向阀，在臭氧发生器出口处设置气泵，臭氧通过单向阀压入气液混合器与水充分混合生成臭氧水。

以上诸如此类的改进技术，利用臭氧和水的自然溶合，将臭氧发生器产生的臭氧通过管道输入水箱，进行气液自然溶合，由于臭氧气体与水初始融和点与液位相对间距始终在变化，导致此种自然溶合方式的溶合率不稳定，一般平均只能达到30％左右，而剩余的平均70％的臭氧气体便挥发到空气当中，而无法利用，现有改进措施尽可能的增加臭氧和水的接触时间，而且还需要使用前需要预热溶合10-15分钟，才可正常使用，即使在这种情况下，臭氧水浓度最大也只能达到0.2ppm/L或0.45mg/L，溶合率并没用得到很大的提升，现有医用臭氧水浓度始终未能满足稳定在1-2mg/L的目标，医用时无法做到迅速处理伤口，而耽误治疗时间，对于医用要求，仍然存在着无法保证稳定、持续提供浓度适于医用的臭氧水装置技术。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种医用清创臭氧水制备装置，该装置能够保持臭氧水中稳定混合充足的臭氧气泡，以实现医用臭氧水只要求性能。

本发明的目的将通过以下技术措施来实现：进水管接入储水箱，出水管下端有吸水口并***储水箱，臭氧发生器的出气管前端接入储水箱液面下与出水管的吸水口连接，并保持臭氧出气导入吸水口内，出水管与浮球连接，吸水口随浮球高低升降，保持吸水口在液面下≤40cm。

本发明的优点和效果在于：采用浮球装置臭氧气体与水的初始融合点稳定保持在储水箱内液面下固定的相对高度，制备出的臭氧水其臭氧含量较高而且稳定，出水中还含有大量的被水包裹的臭氧气泡，喷出的臭氧水更加适合伤口杀菌，并延长臭氧在伤口的作用时间，节能安全，效率高，成本低，更加适于医用，可达3mg/L-20mg/L，臭氧溶合率达到80-90％，减少了臭氧的挥发，既避免了浪费，又减少了污染。

附图说明

图1是本发明结构示意图

图2是图1中三通阀部位结构示意图

附图标记包括：进水管1，单向阀2，出水管3，臭氧发生器4，水泵5，浮球6，储水箱7，吸水口8，三通阀9，滑轨10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，进水管1接入储水箱7，出水管3下端有吸水口8并***储水箱7，臭氧发生器4的出气管前端接入储水箱7液面下与出水管3的吸水口8连接，并保持臭氧出气导入吸水口8内，出水管3与浮球6连接，吸水口8随浮球6高低升降，保持吸水口8在液面下≤40cm。

如图2所示，前述中，臭氧发生器4的出气管前端通过三通阀9与出水管3的吸水口8连通，三通阀9下端连接吸水口8，上端连接出水管3，中部连接臭氧发生器4的出气管前端。当出水管3内形成负压向上抽吸时，储水箱7内的水经吸水口8上引，同时，臭氧气体经臭氧发生器4的出气管前端进入三通阀9与水混合后，充满丰富的臭氧气泡的臭氧水从出水管3向上方导出。

进水管1的出水口位于储水箱7内液位以上。通过进水管1向储水箱7内补充纯净水。

臭氧发生器4的出气口上安装单向阀2。臭氧发生器4出气管为不锈钢材质，尺寸(300±50)mm×30mm。由于三通阀9为臭氧气体与水的融合点，为防止液体倒流，在臭氧发生器4的出气口输出端后方5-10cm处加装单向阀2。从而延长了臭氧发生器的使用寿命。需要说明的是，如不加装单向阀2，设备在第一次调试完毕后，臭氧发生器4会停止产生臭氧，就会有液体倒流进入臭氧发生器4内，第二次开机设备就不能正常工作，长期如此，就会损坏臭氧发生器。

出水管3上安装水泵5。

储水箱7内安装滑轨10，浮球6安装在滑轨10上。浮球6可在浮力作用下沿滑轨10滑动保持其重心在一定范围内随着液面同步升降变化。

本发明中，水泵5为齿轮泵，转速在800-1600转/min，臭氧管尺寸为300×30mm，尤其是，水泵5为微型磁力齿轮泵，额定压力7bar，流量20-1000ml/min，功率50-95w，电压DC24V，出水量50-100ml/min。

本发明中，为保证出水管3的臭氧水浓度≥1mg/L，出水管3出水量稳定在100±20mg/min，同时，吸水口8的进水点必须控制在液面下≤40cm，输出臭氧水中含大量臭氧气泡，出水状态水气微珠间隔的间断出水，即除溶于水的臭氧外，出水中还含有大量的被水包裹的臭氧气泡。基于此，出水管3喷出的臭氧水更加适合伤口杀菌，并延长臭氧在伤口的作用时间，更加适合医疗使用。

使用本发明的装置制备出的臭氧水其臭氧含量较高而且稳定，目前尚无同类技术公开，更加适于医用，可达3mg/L-20mg/L，臭氧溶合率达到80-90％，减少了臭氧的挥发，既避免了浪费，又减少了污染。

本发明主要适用于医院手术创面清创。

本发明中，由于大气压，储水箱7内水越深压力越大，通过浮球6来稳定吸水口8与液面的相对高度，使吸水口8始终保持低于液面≤40mm；超过此液面负高40mm时，即吸水口8在液面下较深时，由于大气压和水压的交互作用的原因，就会使得吸水口8内上方进水量增加，而进气量减少，从而臭氧水浓度达不到≥1mg/L，这正是现有技术存在不足的重要原因之一。

Claims

1.医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，进水管(1)接入储水箱(7)，出水管(3)下端有吸水口(8)并***储水箱(7)，臭氧发生器(4)的出气管前端接入储水箱(7)液面下与出水管(3)的吸水口(8)连接，并保持臭氧出气导入吸水口(8)内，出水管(3)与浮球(6)连接，吸水口(8)随浮球(6)高低升降，保持吸水口(8)在液面下≤40cm。

2.如权利要求1所述的医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，臭氧发生器(4)的出气口上安装单向阀(2)。

3.如权利要求1所述的医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，在臭氧发生器(4)的出气口输出端后方5-10cm处加装单向阀(2)。

4.如权利要求1所述的医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，出水管(3)上安装水泵(5)。

5.如权利要求4所述的医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，水泵(5)为微型磁力齿轮泵，额定压力7bar，流量20-1000ml/min，功率50-95w，电压DC24V，出水量50-100ml/min。

6.如权利要求1所述的医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，臭氧发生器(4)的出气管前端通过三通阀(9)与出水管(3)的吸水口(8)连通，三通阀(9)下端连接吸水口(8)，上端连接出水管(3)，中部连接臭氧发生器(4)的出气管前端。

7.如权利要求1所述的医用清创臭氧水制备装置，其特征在于，储水箱(7)内安装滑轨(10)，浮球(6)安装在滑轨(10)上。