CN103028127A - 一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，包括箱体，箱体内设有两个介质阻挡放电单元，介质阻挡放电单元之间为处理区；介质阻挡放电单元为由高压电极片、阻挡介质和接地筛网电极构成的夹心结构；两个介质阻挡放电单元的接地筛网电极相对设置，每个介质阻挡放电单元在高压电极侧用绝缘固定层封装；每个介质阻挡放电单元由独立的高压交流电源驱动。本发明提供的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，利用面对面布置的放电单元产生的等离子体，在处理区对医疗器械进行三维消毒灭菌，无需化学制剂、物理添加剂以及特殊气体氛围，可用于大气压下大面积、高效率、便捷地对医疗器械消毒灭菌。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械消毒技术领域，涉及一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置。
背景技术
医院中医疗器械的消毒一直以来都是至关重要的环节。目前常用的医疗器械的消毒和灭菌的设备主要有：辐射灭菌设备(如，医用伽玛射线灭菌器)、压力蒸汽灭菌设备(如，预真空蒸汽灭菌器、高压蒸汽灭菌器、自动高压蒸汽灭菌器、立式压力蒸汽灭菌器、卧式圆形压力蒸汽灭菌器等等)、气体灭菌设备(如，环氧乙烷灭菌器、轻便型自动气体灭菌器)、干热灭菌设备(如，干热灭菌器、微波灭菌柜)、高压电离灭菌设备(如，手术室用高压电离灭菌设备、病房用高压电离灭菌设备)、专用消毒设备(如，超声消毒设备、口腔科消毒设备等)、煮沸灭菌器具(煮沸消毒器、贮槽)、煮沸消毒设备(电热煮沸消毒器、自动控制电热煮沸消毒器)。这些消毒灭菌设备，要么消毒不彻底、效率低、时间长，要么对医疗器械的腐蚀加重以及对消毒人员的身体健康带来安全隐患。为此，寻求一种方便实施、高效、经济实惠的设备来对医疗器械进行消毒灭菌是一项非常有意义的工作。
随着低温等离子体技术的迅速发展以及在生物医学方面的广泛应用，利用低温等离子体进行医疗器械消毒灭菌变得十分必要。国内外大量的实验研究已经表明，在介质阻挡放电等离子体中有非常丰富的活性粒子，如大量的O3、OH自由基、处于激发态的N2和
等，此外还有大量地高能粒子，如电子，以及伴随放电的紫外线。这些活性粒子、高能粒子以及紫外线可以与医疗器械表面的细菌发生复杂的反应，将大分子降解为小分子，通过丰富的氧化还原反应以及强烈的紫外线使得器械表面病菌的活性在短时间内(≤10min)大幅下降乃至全部杀灭。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，该装置可用于大气压下大面积、高效率、便捷地对医疗器械消毒灭菌。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，包括箱体，箱体内设有两个介质阻挡放电单元，介质阻挡放电单元之间为处理区；
介质阻挡放电单元为由高压电极片、阻挡介质和接地筛网电极构成的夹心结构；两个介质阻挡放电单元的接地筛网电极相对设置，每个介质阻挡放电单元在高压电极侧用绝缘固定层封装；
每个介质阻挡放电单元由独立的高压交流电源驱动。
所述的介质阻挡放电单元分别设置在箱体内上下两侧，处理区内设有网状支架和托盘。
所述的介质阻挡放电单元为由高压电极铝合金片、氧化铝陶瓷基板和接地电极可定型铝筛网构成的夹心结构。
所述的箱体上还设有定时器和档位旋钮；
定时器用来设定消毒灭菌的时间；
档位旋钮控制介质阻挡放电单元的工作，包括4个档位:关档、1档、2档和3档；其中，1档对应介质阻挡放电单元之一工作、2档对应介质阻挡放电单元之二工作，3档对应两个介质阻挡放电单元同时工作。
所述的绝缘固定层为环氧玻璃钢板，高压电极、阻挡介质与接地筛网电极被固定在的环氧玻璃钢板上；
环氧玻璃钢板分别用尼龙螺丝固定在箱体的上下内衬上，与高压交流电源相连接的电源线被植入环氧玻璃钢板内。
所述高压电极与接地筛网电极之间的电压幅值为5～8kV；
两个介质阻挡放电单元之间的表面净距离为10～12cm。
所述的阻挡介质为0.5～1.5mm厚的氧化铝陶瓷基板；接地筛网电极为20～25目的可定型铝筛网，紧贴在阻挡介质表面，其筛网丝的直径为0.3～0.5mm，高压电极侧用环氧玻璃钢板封装。
所述的介质阻挡放电单元产生的有效等离子体面积为400～500cm2。
述的高压交流电源安置在箱体内与等离子体发生区及处理区相独立的空间，高压交流电源与工频市电相连接。
所述的箱体为铝合金材质箱体，还开设有手拉门。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，是基于介质阻挡电晕放电等离子对医疗器械的消毒灭菌，介质阻挡放电单元的等离子体通过扩散与医疗器械充分接触，可以同时对医疗器械进行三维消毒灭菌。其所需时间短，属于干式消毒灭菌，对医疗器械的腐蚀小，不需要化学制剂，处理程序简单。因此，本装置能够达到并满足等离子体用于医疗器械消毒灭菌的实用要求。
本发明提供的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，利用面对面布置的放电单元产生的等离子体，在处理区对医疗器械进行三维消毒灭菌，无需化学制剂、物理添加剂以及特殊气体氛围；处理过程在常温常压下进行，不需要成本昂贵的低压设备；有效处理面积大，且放电单元可单独控制，通过档位旋钮可以方便的控制放电强度及放电开关，根据实际需求调节档位以得到相应的效果。整个装置直接接工频220V市电；操作简单、安全，维修方便。
本发明提供的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，放电单元的放电均匀性很好，产生活性产物丰富。等离子体中丰富的活性粒子与被处理医疗器械表面的病菌等会发生一系列复杂的物理化学反应，最终将其杀灭，产生无害成分。
本发明提供的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠球菌为代表的典型细菌作为处理对象，结果表明在180s都能够杀灭所有的细菌。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的放电单元布置示意图；
图3为本发明的放电单元的结构示意图；
图4为本发明的放电单元的电路连接示意图；
图5为等离子体消毒灭菌流程图；
图6为等离子体对大肠杆菌的灭菌效果示意图；
图7为等离子体对金黄色葡萄球菌的灭菌效果示意图；
图8为等离子体对白色念珠球菌的灭菌效果示意图。
其中，1为高压电极，2为阻挡介质，3为接地筛网电极，4为绝缘加固层，5为网状支架，6为托盘，7为高压交流电源，8为定时器，9为档位旋钮，10为箱体。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1～图3，一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，包括箱体10，箱体10内设有两个介质阻挡放电单元，介质阻挡放电单元之间为处理区；
介质阻挡放电单元为由高压电极片1、阻挡介质2和接地筛网电极3构成的夹心结构；两个介质阻挡放电单元的接地筛网电极相对设置，每个介质阻挡放电单元在高压电极侧用绝缘固定层4封装；
每个介质阻挡放电单元由独立的高压交流电源7驱动。
具体的，所述的介质阻挡放电单元分别设置在箱体内上下两侧，处理区内设有网状支架5和托盘6。
所述的箱体为铝合金材质箱体，开设有手拉门。箱体上还设有定时器和档位旋钮；
定时器用来设定消毒灭菌的时间；
档位旋钮控制介质阻挡放电单元的工作，包括4个档位:关档、1档、2档和3档；其中，1档对应介质阻挡放电单元之一工作、2档对应介质阻挡放电单元之二工作，3档对应两个介质阻挡放电单元同时工作。
具体的，所述的介质阻挡放电单元为由高压电极铝合金片、氧化铝陶瓷基板和接地电极可定型铝筛网构成的夹心结构。
所述的绝缘固定层为环氧玻璃钢板，高压电极、阻挡介质与接地筛网电极被固定在的环氧玻璃钢板上；
环氧玻璃钢板分别用尼龙螺丝固定在箱体的上、下内衬上，与高压交流电源相连接的电源线被植入环氧玻璃钢板内。
高压电极与接地筛网电极之间的电压幅值为5～8kV；
两个介质阻挡放电单元之间的表面净距离为10～12cm。
所述的阻挡介质为0.5～1.5mm厚的氧化铝陶瓷基板；接地筛网电极为20～25目的可定型铝筛网，紧贴在阻挡介质表面，其筛网丝的直径为0.3～0.5mm，高压电极侧用环氧玻璃钢板封装。
进一步，高压电极1为160mm×200mm×1mm的铝合金板，阻挡介质为200mm×240mm×1mm厚的氧化铝陶瓷基板；接地可定型铝筛网电极为20～25目（优选20目），筛网丝的直径为0.3～0.5mm（优选0.5mm），筛网紧贴在阻挡介质下表面，覆盖面积为200mm×240mm。将所有放电单元在高压电极侧用尼龙螺丝固定在环氧玻璃钢板上，绝缘固定，然后分别固定在箱体内部的上下侧。介质阻挡放电单元产生的有效等离子体面积为400～500cm2。
所述的高压交流电源安置在箱体内与等离子体发生区及处理区相独立的空间，高压交流电源与工频市电相连接。
具体的，放电单元的电路连接图如图4所示，图中的电源是用于产生低温等离子体的高压交流电源（HVAC）。放电单元两极之间还设有测量放电电压用的高压探头，测量放电电流的无感电阻，而电压、电流的波形和数值用示波器来记录和保存，也即：放电电压由高压探头获取；放电电流通过与接地筛网串联的无感电阻测得；放电功率通过与接地筛网串联电容的库伏特性结合李萨如图获得，示波器用来记录波形并获取相关数据。
根据医疗器械消毒灭菌的需要，HVAC提供正弦波外施电压，每一个放电单元在外施电压幅值为8kV产生等离子体，无噪声，放电均匀稳定。根据实际需求，可通过档位控制旋钮处理强度。而且放电功率较小，可以节省电能，降低成本。
参见图5所述的处理流程图，将待处理的医疗器械放入到处理区，关闭手拉门之后，选定档位，接通电源后，DBCD产生等离子体，定时设好之后对医疗器械开始进行灭菌处理；处理结束取出处理完的医疗器械。
按照上述操作，以大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠球菌为代表的典型细菌作为处理对象，灭菌处理结果分别如图6、图7、图8所示，结果表明在180s都能够杀灭所有的细菌。
Claims (10)
1.一种大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，包括箱体（10），箱体（10）内设有两个介质阻挡放电单元，介质阻挡放电单元之间为处理区；
介质阻挡放电单元为由高压电极片（1）、阻挡介质（2）和接地筛网电极（3）构成的夹心结构；两个介质阻挡放电单元的接地筛网电极相对设置，每个介质阻挡放电单元在高压电极侧用绝缘固定层（4）封装；
每个介质阻挡放电单元由独立的高压交流电源（7）驱动。
2.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的介质阻挡放电单元分别设置在箱体内上下两侧，处理区内设有网状支架（5）和托盘（6）。
3.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的介质阻挡放电单元为由高压电极铝合金片、氧化铝陶瓷基板和接地电极可定型铝筛网构成的夹心结构。
4.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的箱体上还设有定时器（8）和档位旋钮（9）；
定时器用来设定消毒灭菌的时间；
档位旋钮控制介质阻挡放电单元的工作，包括4个档位:关档、1档、2档和3档；其中，1档对应介质阻挡放电单元之一工作、2档对应介质阻挡放电单元之二工作，3档对应两个介质阻挡放电单元同时工作。
5.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的绝缘固定层为环氧玻璃钢板，高压电极、阻挡介质与接地筛网电极被固定在的环氧玻璃钢板上；
环氧玻璃钢板分别用尼龙螺丝固定在箱体的上、下内衬上，与高压交流电源相连接的电源线被植入环氧玻璃钢板内。
6.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，高压电极与接地筛网电极之间的电压幅值为5～8kV；
两个介质阻挡放电单元之间的表面净距离为10～12cm。
7.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的阻挡介质为0.5～1.5mm厚的氧化铝陶瓷基板；接地筛网电极为20～25目的可定型铝筛网，紧贴在阻挡介质表面，其筛网丝的直径为0.3～0.5mm，高压电极侧用环氧玻璃钢板封装。
8.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的介质阻挡放电单元产生的有效等离子体面积为400～500cm2。
9.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的高压交流电源安置在箱体内与等离子体发生区及处理区相独立的空间，高压交流电源与工频市电相连接。
10.如权利要求1所述的大气压低温等离子体对医疗器械消毒灭菌的装置，其特征在于，所述的箱体为铝合金材质箱体，还开设有手拉门。
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