BG113182A - Sterilizer, system and method for sterilizing air intended for breathing - Google Patents
Sterilizer, system and method for sterilizing air intended for breathing Download PDFInfo
- Publication number
- BG113182A BG113182A BG113182A BG11318220A BG113182A BG 113182 A BG113182 A BG 113182A BG 113182 A BG113182 A BG 113182A BG 11318220 A BG11318220 A BG 11318220A BG 113182 A BG113182 A BG 113182A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- air
- sterilization
- heating
- sterilizer
- temperature
- Prior art date
Links
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims abstract description 115
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims abstract description 116
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 62
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims abstract description 29
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 29
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 25
- 244000052769 pathogen Species 0.000 claims description 17
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 16
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 14
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims description 12
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 11
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 abstract description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 6
- 208000035473 Communicable disease Diseases 0.000 description 5
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 5
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000006385 ozonation reaction Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 2
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 2
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 241000712461 unidentified influenza virus Species 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A41—WEARING APPAREL
- A41D—OUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
- A41D13/00—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
- A41D13/05—Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
- A41D13/11—Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Description
Подадена е декларация за лицензионна готовност по чл.ЗО от ЗПРПМA declaration of license readiness has been submitted under Article 3 of the ZPRPM
Стерилизатор, система и метод за стерилизация на въздух предназначен за дишанеSterilizer, system and method for sterilizing breathing air
Техническа област на изобретениетоTechnical field of the invention
Изобретението се отнася до устройства за стерилизация на въздуха, предназначен за дишане, система и метод за стерилизацията на въздух в затворени помещения, с които се осигурява пълно унищожаване на микроорганизмите чрез повишаване на температурата на молекулите и частиците, които се съдържат във въздуха. Стерилният въздух се доставя в респираторна маска или в помещение/пространство.The invention relates to devices for sterilization of air intended for breathing, a system and a method for the sterilization of air in closed rooms, with which complete destruction of microorganisms is ensured by increasing the temperature of the molecules and particles contained in the air. Sterile air is supplied in a respirator or room/space.
Създадени са система, метод и схема за работа на системата за стерилизация на въздуха в затворени помещения Предлаганият метод на стерилизация, чрез нагряване да се приложи към въздуха в помещения или към въздуха в индивидуалните респираторни системи, тъй като това ще гарантира пълно унищожаване на микроорганизмитеA system, method and scheme of operation of the indoor air sterilization system have been established The proposed method of sterilization, by heating, to be applied to indoor air or to air in individual respiratory systems, as this will ensure complete destruction of microorganisms
Предшестващо състояние на техниката:Prior art:
Пълно унищожаване на микроорганизмите, може да бъде постигнато, чрез нагряване на въздуха до висока температура. Това е традиционен метод на стерилизация, който се прилага за обработване на медицински инструменти и изделия. Обработката на практика се извършва, като инструментите се поставят в херметичен шкаф и се нагряват до температура 120-160°С за 15-30 минути. Въздухът в помещения се дезинфекцира, чрез филтрация, облъчване с ултравиолетова светлина или озониране. Въздухът в индивидуалните респираторни системи се дезинфекцира, чрез филтриране. Дезинфекцията, чрез филтрация, облъчване с ултравиолетова светлина или озониране не е достатъчна за пълното унищожаване на микроорганизмите.Complete destruction of microorganisms can be achieved by heating the air to a high temperature. This is a traditional method of sterilization that is used to process medical instruments and devices. The processing is practically carried out by placing the tools in an airtight cabinet and heating them to a temperature of 120-160°C for 15-30 minutes. Indoor air is disinfected by filtration, ultraviolet light irradiation or ozonation. Air in individual respiratory systems is disinfected by filtration. Disinfection, by filtration, irradiation with ultraviolet light or ozonation, is not sufficient for the complete destruction of microorganisms.
Работата в инфекциозна среда налага дезинфекция или стерилизация на атмосферата в помещението или въздуха, който се вдишва индивидуално. Понастоящем се използват следните методи за обработване на въздуха с цел дезинфекция:Working in an infectious environment requires disinfection or sterilization of the atmosphere in the room or the air that is breathed individually. The following air treatment methods are currently used for disinfection:
В помещения с помощта на стационарни устройства чрез Филтрациясуха,мокра,електростатична;In rooms with the help of stationary devices through Filtration dry, wet, electrostatic;
Озониране; Ултравиолетово лъчениеOzonation; Ultraviolet radiation
Въздух за индивидуално дишане, обработен от преносимо устройство-суха филтрация. Указаните методи дезинфекцират въздуха в различна степен, включително до 99,99% за сухите ХЕПА филтри. Това не е достатъчно, когато се отнася до силно заразни патогенни микроорганизми. При попадане в дихателната система те са способни да предизвикат инфекция дори в малки дози или поединично. В такива случаи е необходима стерилизация на атмосферата или дезактивиране на всички патогени без изключение.Air for individual breathing processed by a portable device-dry filtration. These methods disinfect the air to varying degrees, including up to 99.99% for dry HEPA filters. This is not enough when it comes to highly contagious pathogens. When they get into the respiratory system, they are capable of causing infection even in small doses or individually. In such cases, sterilization of the atmosphere or inactivation of all pathogens without exception is necessary.
Известни са:Known are:
-Патент-СМ204246550.Разликата е в принципа на стерилизация.-Patent-CM204246550. The difference is in the principle of sterilization.
В този патент, в който има дихателна маска, дихателна тръба, мембрана за газов филтър за вдишване, издишване, зарядно устройство, дезинфекцията се извършва с помощта на ултравиолетова лампа, докато в предложеното решение стерилизацията се извършва с нагряване до висока температура.In this patent, in which there is a breathing mask, a breathing tube, a gas filter membrane for inhaling, exhaling, a charger, disinfection is carried out using an ultraviolet lamp, while in the proposed solution, sterilization is carried out by heating to a high temperature.
-Патенти-СК2577873 и CN1442205.Разликата е в принципа на стерилизация.-Patents-SK2577873 and CN1442205. The difference is in the principle of sterilization.
В този патент стерилизацията се извършва с помощта на химически разтвор на дезинфектант.In this patent, sterilization is performed using a chemical disinfectant solution.
-Патент-СК205019470.Разликата е в това, че не се стерилизира въздух за дишане, а отпаднататечност,коятосъдържабактерии.-Patent-SK205019470. The difference is that it is not sterilized air for breathing, but the waste liquid, which contains bacteria.
-Патент-и82020139000.Разликата е в принципа на стерилизация.-Patent-i82020139000. The difference is in the principle of sterilization.
В този патент стерилизацията се извършва с помощта фотокаталитична реакция.In this patent, sterilization is performed using a photocatalytic reaction.
-Патенти които използват нагрят въздуха за стерилизация на медицински инструменти-CN 105412952A,CN 101332305A.JP2001333972А-Patents that use heated air for sterilization of medical instruments-CN 105412952A,CN 101332305A.JP2001333972А
Тези патенти използват горещ въздух и ултравиолетова лампа за стерилизиране на медицински инструменти. Разликата е, че не се стерилизира въздухът за дишане, а се стерилизират медицински инструменти с помощта на горещ въздух.These patents use hot air and an ultraviolet lamp to sterilize medical instruments. The difference is that it is not sterilizing breathing air, but sterilizing medical instruments using hot air.
-Патент-ЕР2279674- Метод за стерилизация на гранули, прах чрез топлина с цел унищожаване на убиване на микроорганизми.-Patent-EP2279674- Method for sterilization of granules, powder by heat for the purpose of destruction of killing microorganisms.
Техническа същност на изобретението:Technical essence of the invention:
Особено висока е концентрацията на болестотворни микроорганизми в помещения, където има хора със текущо заразно заболяване. Това създава опасност от разпространение на заболяването и при други хора, намиращи се в същото помещение или в близост извън него.The concentration of disease-causing microorganisms is particularly high in rooms where there are people with an ongoing infectious disease. This creates a risk of spreading the disease to other people in the same room or nearby outside it.
Въздухът пренася микроорганизми, които биха могли да предизвикат заболяване при попадане в дихателната система. Най-често това са гъбички, вируси или бактерии. Техният размер варира и се намира в интервала от 50nm (нанометра) до 5000nm, а концентрация им може да достигне няколко милиона в кубичен метър. Особено висока е концентрацията на болестотворни микроорганизми в помещения, където има хора със текущо заразно заболяване. Това създава опасност от разпространение на заболяването и при други хора, намиращи се в същото помещение или в близост извън него. Необходимо е въздухът в такива помещения се дезинфекцира. Най-често това се извършва, чрез филтрация, облъчване с ултравиолетова светлина или озониране. Тези методи на дезинфекция се оказват недостатъчни за пълно елиминиране на патогените. Винаги остава известно количество микроорганизми способни да се размножават. Те са основен източник на заразяване при медицинския персонал, както това се оказа при възникналата пандемия от коронавирус. В конкретния случай това се дължи се на факта, че размерът на коронавирусите е 100пш, и е значително по-млък от диаметъра на порите във респираторните маски, които са средно ЗООпт.Air carries microorganisms that could cause disease if they enter the respiratory system. Most often these are fungi, viruses or bacteria. Their size varies and lies in the interval from 50nm (nanometers) to 5000nm, and their concentration can reach several million per cubic meter. The concentration of disease-causing microorganisms is particularly high in rooms where there are people with an ongoing infectious disease. This creates a risk of spreading the disease to other people in the same room or nearby outside it. It is necessary to disinfect the air in such rooms. Most often this is done by filtration, irradiation with ultraviolet light or ozonation. These disinfection methods proved to be insufficient to completely eliminate pathogens. There always remains a certain amount of microorganisms capable of reproduction. They are a major source of contagion in medical personnel, as has been shown in the emerging coronavirus pandemic. In this particular case, this is due to the fact that the size of the coronaviruses is 100 µm, and is significantly smaller than the diameter of the pores in the respiratory masks, which are on average ZOOpt.
Изобретението решава проблема с недостатъчната дезинфекция на въздуха.The invention solves the problem of insufficient air disinfection.
Задачата на изобретението е да се осигури пълно дезактивиране напълно патогенните микроорганизми във въздушния поток, който е предназначен за вдишване, чрез нагряване до висока температура за кратък период от време. Допълнителна задача на изобретението есъздаване на устройство - стерилизатор. Допълнителна задачата на изобретението е стерилизаторът да се използва в условия без работеща енергийна инфраструктура, в условия на бедствия и аварии.The task of the invention is to ensure complete deactivation of completely pathogenic microorganisms in the air flow, which is intended for inhalation, by heating to a high temperature in a short period of time. An additional task of the invention is the creation of a device - a sterilizer. An additional task of the invention is to use the sterilizer in conditions without a working energy infrastructure, in conditions of disasters and accidents.
Задача на изобретението е стерилизаторът-уредът да бъде преносим и да може да бъде изпълнен в няколко варианта. Задача на изобретението е и стерилизатор-уред без при това да са налични конвенционални източници на електроенергия.The task of the invention is that the sterilizer-device should be portable and can be implemented in several variants. A task of the invention is also a sterilizer-device without the availability of conventional sources of electricity.
Допълнителна задача е и размерите на устройството да са съобразени с това, че то да е подходящо за продължително носене и да дава достатъчно свобода за извършване на определени работни операции и създаване на стационарно устройство, което да се монтира в помещения, както и ЗАдача е и стерилизация на изходящият въздух.An additional task is that the dimensions of the device should be adapted to the fact that it is suitable for long-term wear and gives enough freedom to carry out certain work operations and create a stationary device to be installed in rooms, as well as the TASK is and sterilization of the outgoing air.
Допълнителна задача е и да се осигури метод и схема за работа на системата за стерилизация на въздуха в затворени помещения Задача е и предлаганият метод е стерилизация, чрез нагряване да се приложи към въздуха в помещения или към въздуха в индивидуалните респираторни системи, тъй като това ще гарантира пълно унищожаване на микроорганизмите.An additional task is to provide a method and scheme for the operation of the air sterilization system in closed rooms. The task and the proposed method is sterilization, by heating, to be applied to the air in rooms or to the air in individual respiratory systems, since this will guarantees complete destruction of microorganisms.
Първоначално въздухът се филтрира от всички частици с размер по-голям от 300 нанометра. Това са течни капки, които носят в себе си голяма част от микроорганизмите, твърди частици, както и единични микроорганизми с достатъчно голям размер..Initially, the air is filtered of all particles larger than 300 nanometers in size. These are liquid drops that carry a large part of the microorganisms, solid particles, as well as single microorganisms of a sufficiently large size.
Тези задачи се решават като се създаде устройство-стерилизатор за стерилизация на въздуха , които се състои от :These tasks are solved by creating a sterilizer device for air sterilization, which consists of:
Стерилизатор/ преносим или стационарен/ съдържа:Sterilizer/ portable or stationary/ contains:
Филтър, Компресор, Нагрявател, Колектор, Топлообменник/охладител/, Контролно и управляващо устройство/ в компютър /.Filter, Compressor, Heater, Collector, Heat exchanger/cooler/, Control and management device/ in computer/.
Стерилизаторът може да бъде стационарен и преносим:The sterilizer can be stationary and portable:
Стерилизацията се осъществява като се повишава температурата на молекулите и частиците, които се съдържат във въздуха. Повишаването на температурата може да се осъществи, директно или индиректно. Преносът на топлината е молекулярен, конвективен, чрез излъчване или чрез индукция. Например нагряването може да се осъществи директно от електрически нагревател или индиректно от газово-пламенна горелка. Основните параметрите на системата са температура и време за стерилизация. Тези параметри могат да се регулират в зависимост целевия патоген или група патогени. Работният температурен диапазон е между 300°С и 800°С, а времето за стерилизация между 1 и 60 секунди.Sterilization is carried out by increasing the temperature of the molecules and particles that are contained in the air. The rise in temperature can take place either directly or indirectly. Heat transfer is molecular, convective, radiation or induction. For example, heating can be done directly by an electric heater or indirectly by a gas flame burner. The main parameters of the system are temperature and time for sterilization. These parameters can be adjusted depending on the target pathogen or group of pathogens. The operating temperature range is between 300°C and 800°C, and the sterilization time between 1 and 60 seconds.
Съгласно изобретението се създава принципна блок схема на основните етапи на стерилизация на въздуха и метод на действие на систематаAccording to the invention, a basic block diagram of the main stages of air sterilization and a method of operation of the system is created
На Фигура 1 е показана създадената блок схема на основните етапи и на обработката на въздухът в преносимия стерилизатор или за стационарен стерилизатор:Figure 1 shows the created block diagram of the main stages and of the air treatment in the portable sterilizer or for a stationary sterilizer:
1. Филтриране - преди да постъпи в системата въздухът се филтрира. Целта на етапа е да се отделят патогените, които се съдържат основно в малки капки течност. През филтъра преминават само единични микроорганизми.1. Filtering - before entering the system, the air is filtered. The purpose of the stage is to separate the pathogens, which are mainly contained in small drops of liquid. Only single microorganisms pass through the filter.
2. Повишаване на налягането - след филтриране налягането на въздуха се повишава от компресор. От този етап и нататък цялата система е с налягане по-високо от атмосферното. Целта е да не се допусне проникване на външен нестерилен въздух в случай на разхерметизиране на някой от компонентите.2. Pressurization - after filtration, the air pressure is increased by a compressor. From this stage onwards the entire system is at a pressure higher than atmospheric. The purpose is to prevent the ingress of external non-sterile air in the event of depressurization of any of the components.
3. Нагряване - въздухът постъпва в нагревателна зона и се нагрява до необходимата температура. Температурата е достатъчна за унищожаване на микроорганизмите. Нагревателят може да бъде електрически или газов като нагряването се осъществява в топлообменник. Топлообменникът изолира нагревателя от нагрявания въздух. Например, ако нагревателят е газов, то изгорелите газове от него не се смесват с въздуха за дишане. На изхода на нагревателната зона въздухът е достигнал зададената температура за стерилизация.3. Heating - air enters a heating zone and is heated to the required temperature. The temperature is sufficient to destroy the microorganisms. The heater can be electric or gas as the heating takes place in a heat exchanger. The heat exchanger isolates the heater from the heated air. For example, if the heater is gas, then the exhaust gases from it do not mix with the breathing air. At the exit of the heating zone, the air has reached the set temperature for sterilization.
4. Разширяване - след като напусне зоната за нагряване, въздухът се разширява в колектор. Колекторът задържа въздуха за определено време, което е достатъчно, за да се гарантира стерилизацията.4. Expansion - after leaving the heating zone, the air expands in a collector. The collector holds the air for a certain time, which is enough to guarantee sterilization.
5. Охлаждане - нагретият въздух след колектора постъпва за охлаждане. Охлаждането се извършва в топлообменник от тип въздух-въздух. След достигане на подходяща температура за вдишване въздухът се подава в херметично респираторно приспособление, маска/шлем или към стационарен стерилизатор.5. Cooling - the heated air after the collector enters for cooling. Cooling is done in an air-to-air heat exchanger. After reaching a suitable temperature for inhalation, the air is supplied to a sealed respiratory device, mask/helmet or to a stationary sterilizer.
Системата включва:The system includes:
1. Въздушен филтър от тип ХЕПА със задържане на частици по-големи от 500 мкм. преди да постъпи в системата въздухът се филтрира. Целта на етапа е да се отделят патогените, които се съдържат основно в малки капки течност. През филтъра преминават само единични микроорганизми.1. HEPA type air filter with retention of particles larger than 500 microns. before entering the system the air is filtered. The purpose of the stage is to separate the pathogens, which are mainly contained in small drops of liquid. Only single microorganisms pass through the filter.
2. Компресор с налягане не по-малко от 15 атмосфери и дебит 20 литра/минута - след филтриране налягането на въздуха се повишава от компресор. От този етап и нататък цялата система, както и помещението в което работи е с налягане по-високо от атмосферното. Целта е да не се допусне проникване на външен нестерилен въздух в случай на разхерметизиране на някой от компонентите или помещението.2. A compressor with a pressure of not less than 15 atmospheres and a flow rate of 20 liters/minute - after filtering, the air pressure is increased by a compressor. From this stage onwards, the entire system, as well as the room in which it operates, has a pressure higher than atmospheric. The purpose is to prevent external non-sterile air from entering in the event of depressurization of any of the components or the room.
3. Нагряване в топлообменник с термо-контактна маса. Нагряването може да се извърши с електронагревател или газово-пламенна горелка. Мощността на нагряване се регулира от 100 до 500 вата. - въздухът постъпва в нагревателна зона и се нагрява до необходимата температура ot 300-800gr е .Температурата е достатъчна за унищожаване на микроорганизмите.3. Heating in a heat exchanger with a thermo-contact mass. Heating can be done with an electric heater or a gas flame burner. The heating power is adjustable from 100 to 500 watts. - the air enters the heating zone and is heated to the required temperature of 300-800gr. The temperature is sufficient to destroy the microorganisms.
Нагревателят може да бъде електрически или газов като нагряването се осъществява в топлообменник. Топлообменникът изолира нагревателя от нагрявания въздух. Например, ако нагревателят е газов, то изгорелите газове от него не се смесват с въздуха за дишане. На изхода на нагревателната зона въздухът е достигнал зададената температура за стерилизация.The heater can be electric or gas as the heating takes place in a heat exchanger. The heat exchanger isolates the heater from the heated air. For example, if the heater is gas, then the exhaust gases from it do not mix with the breathing air. At the exit of the heating zone, the air has reached the set temperature for sterilization.
4. Буферен колектор - разпределител на въздушния поток в няколко охладителя - след като напусне зоната за нагряване, въздухът се разширява в колектор. Колекторът задържа въздуха за определено време, което е достатъчно, за да се гарантира стерилизацията.4. Buffer collector - air flow distributor in several coolers - after leaving the heating zone, the air expands into a collector. The collector holds the air for a certain time, which is enough to guarantee sterilization.
5. Топлообменник въздух-въздух с принудително регулируемо охлаждане - след като напусне зоната за нагряване, въздухът се разширява в колектор. Колекторът задържа въздуха за определено време, което е достатъчно, за да се гарантира стерилизацията. Буферен колектор - разпределител на въздушния поток в няколко охладителя5. Air-to-air heat exchanger with forced adjustable cooling - after leaving the heating zone, the air expands in a collector. The collector holds the air for a certain time, which is enough to guarantee sterilization. Buffer collector - air flow distributor in several coolers
6. Клапанна система за регулиране на температурата и налягането на изходящият въздух - нагретият въздух след колектора постъпва за охлаждане.6. Valve system for regulating the temperature and pressure of the outgoing air - the heated air after the collector enters for cooling.
—Охлаждането се извършва в топлообменник от тип въздух-въздух. След достигане на подходяща температура за вдишване въздухът се подава в помещението.—Cooling is done in an air-to-air heat exchanger. After reaching a suitable temperature for inhalation, the air is supplied to the room.
7. Контролна и управляваща система.7. Control and management system.
8. Устройството /Стерилизатор/ преносим или стационарен/ подава въздуха в херметична маска или шлем с помощта на прав и обратен клапан или в помещение без да е необходима клапанна система.8. The device /Sterilizer/portable or stationary/ feeds the air into a hermetic mask or helmet with the help of a direct and non-return valve or into a room without the need for a valve system.
Създадената система за стерилизация на въздух е подходяща и за затворени помещения, както и метод на действие на тази система. Системата и метода за стерилизация е подходяща за всякакви затворени помещения, при които се изисква пълно унищожаване на патогенни микроорганизми.The created air sterilization system is also suitable for closed rooms, as well as the method of operation of this system. The sterilization system and method is suitable for any closed premises where complete destruction of pathogenic microorganisms is required.
Системата е подходяща за всякакви обитаеми помещения, при които е необходима стерилизация на въздух, в това число операционни зали и други, изискващи стерилизиран въздух.The system is suitable for any habitable premises where air sterilization is required, including operating theaters and others requiring sterilized air.
На фигурата е показана блок схема на основните етапи на обработка през, които преминава въздухът в стерилизаторите:The figure shows a block diagram of the main processing stages through which the air passes in the sterilizers:
6. Филтриране - преди да постъпи в системата въздухът се филтрира. Целта на етапа е да се отделят патогените, които се съдържат основно в малки капки течност. През филтъра преминават само единични микроорганизми.6. Filtering - before entering the system, the air is filtered. The purpose of the stage is to separate the pathogens, which are mainly contained in small drops of liquid. Only single microorganisms pass through the filter.
7. Повишаване на налягането - след филтриране налягането на въздуха се повишава от компресор. От този етап и нататък цялата система, както и помещението в което работи е с налягане по-високо от атмосферното. Целта е да не се допусне проникване на външен нестерилен въздух в случай на разхерметизиране на някой от компонентите или помещението.7. Pressure increase - after filtration, the air pressure is increased by a compressor. From this stage onwards, the entire system, as well as the room in which it operates, has a pressure higher than atmospheric. The purpose is to prevent external non-sterile air from entering in the event of depressurization of any of the components or the room.
8. Нагряване - въздухът постъпва в нагревателна зона и се нагрява до необходимата температура. Температурата е достатъчна за унищожаване на микроорганизмите. Нагревателят може да бъде електрически или газов като нагряването се осъществява в топлообменник. Топлообменникът изолира нагревателя от нагрявания въздух. Например, ако нагревателят е газов, то изгорелите газове от него не се смесват с въздуха за дишане. На изхода на нагревателната зона въздухът е достигнал зададената температура за стерилизация.8. Heating - the air enters a heating zone and is heated to the required temperature. The temperature is sufficient to destroy the microorganisms. The heater can be electric or gas as the heating takes place in a heat exchanger. The heat exchanger isolates the heater from the heated air. For example, if the heater is gas, then the exhaust gases from it do not mix with the breathing air. At the exit of the heating zone, the air has reached the set temperature for sterilization.
9. Разширяване - след като напусне зоната за нагряване, въздухът се разширява в колектор. Колекторът задържа въздуха за определено време, което е достатъчно, за да се гарантира стерилизацията.9. Expansion - after leaving the heating zone, the air expands in a collector. The collector holds the air for a certain time, which is enough to guarantee sterilization.
10. Охлаждане - нагретият въздух след колектора постъпва за охлаждане. Охлаждането се извършва в топлообменник от тип въздух-въздух. След достигане на подходяща температура за вдишване въздухът се подава в помещението.10. Cooling - the heated air after the collector enters for cooling. Cooling is done in an air-to-air heat exchanger. After reaching a suitable temperature for inhalation, the air is supplied to the room.
11. Устройството /Стерилизатор/ преносим или стационарен/ подава въздуха в херметична маска или шлем с помощта на прав и обратен клапан или в помещение без да е необходима клапанна система.11. The device /Sterilizer/ portable or stationary/ supplies the air in a hermetic mask or helmet with the help of a direct and non-return valve or in a room without the need for a valve system.
Всеки един от стерилизаторите може да бъде оборудван с подходящи за конкретното изпълнение сензори, които да бъдат наблюдавани дистанционно от компютъризирана системаEach of the sterilizers can be equipped with sensors suitable for the specific implementation to be monitored remotely by a computerized system
По отношение на метода на работа и контрол:Regarding the method of operation and control:
Потребителят задава предварително режима на работа на стерилизатора. Това са дебит на въздуха и температура на стерилизация. Например зададен дебит 40 куб.метра/ час и температура на стерилизация 400 градуса по Целзий. След начало на работа стерилизаторът поддържа автоматично зададените параметри.The user sets the operating mode of the sterilizer in advance. These are air flow rate and sterilization temperature. For example, a set flow rate of 40 cubic meters/hour and a sterilization temperature of 400 degrees Celsius. After starting work, the sterilizer automatically maintains the set parameters.
Системата може да работи като от управляващият сървър се задават стойностни/ или интервали на параметрите, например , но не само : температура, време, часове на работа..The system can work by setting values/or intervals of the parameters from the management server, for example, but not only: temperature, time, hours of operation..
За предпочитане зададените параметри да се подредят по приоритет и след подаване на команда от/ ръчно или автом/ да се изпратят данните към устройството.It is preferable to order the set parameters in order of priority and after giving a command from/ manually or automatically/ to send the data to the device.
Първоначално въздухът се филтрира от всички частици с размер по-голям от 300 нанометра. Това са течни капки, които носят в себе си голяма част от микроорганизмите, твърди частици, както и единични микроорганизми с достатъчно голям размер.Initially, the air is filtered of all particles larger than 300 nanometers in size. These are liquid drops that carry a large part of the microorganisms, solid particles, as well as single microorganisms of a sufficiently large size.
Предлаганото изобретение реализира така поставените условия по метода на „Високоскоростната и високотемпературна стерилизация“. Това означава, че температурата на въздушния поток се повишава достатъчно, за да унищожи напълно всички патогени за кратко време. Стерилизацията се осъществява като се повишава температурата на молекулите и частиците, които се съдържат във въздуха. Повишаването на температурата може да се осъществи, директно или индиректно. Преносът на топлината е молекулярен, конвективен, чрез излъчване или чрез индукция. Например нагряването може да се осъществи директно от електрически нагревател или индиректно от газово-пламенна горелка. Основните параметрите на системата са температура и време за стерилизация. Тези параметри могат да се регулират в зависимост целевия патоген или група патогени. Работният температурен диапазон е между 300°С и 800°С, а времето за стерилизация между 1 и 60 секунди.The proposed invention realizes the conditions thus set by the method of "High-speed and high-temperature sterilization". This means that the temperature of the air stream rises enough to completely destroy all pathogens in a short time. Sterilization is carried out by increasing the temperature of the molecules and particles that are contained in the air. The rise in temperature can take place either directly or indirectly. Heat transfer is molecular, convective, radiation or induction. For example, heating can be done directly by an electric heater or indirectly by a gas flame burner. The main parameters of the system are temperature and time for sterilization. These parameters can be adjusted depending on the target pathogen or group of pathogens. The operating temperature range is between 300°C and 800°C, and the sterilization time between 1 and 60 seconds.
Съгласно изобретението са създадени устройства за стерилизация на въздуха.According to the invention, air sterilization devices have been created.
В един от вариантите на изпълнение е преносимият стерилизатор , който отговаря на поставена задача и е разработен в различни варианти.In one of the variants of implementation is the portable sterilizer, which meets the set task and is developed in different variants.
Причина, която води до създаване на преносимо устройство за стерилизация на въздух е, че се решаване на проблема с недостатъчната дезинфекция на въздуха за дишане.A reason that leads to the creation of a portable air sterilization device is to solve the problem of insufficient disinfection of breathing air.
Пълно унищожаване на микроорганизмите може да бъде постигнато, чрез нагряване на въздуха до висока температура. Това е традиционен метод на стерилизация, който се прилага за обработване на медицински инструменти и изделия. Обработката на практика се извършва, като инструментите се поставят в херметичен шкаф и се нагряват до температура 120-160°С за 15-30 минути. Същият принцип на стерилизация може да се приложи и към въздуха за индивидуално потребление, но със следните ограничителни условия и породени от тях следствия:Complete destruction of microorganisms can be achieved by heating the air to a high temperature. This is a traditional method of sterilization that is used to process medical instruments and devices. The processing is practically carried out by placing the tools in an airtight cabinet and heating them to a temperature of 120-160°C for 15-30 minutes. The same principle of sterilization can also be applied to air for individual consumption, but with the following limiting conditions and their consequences:
• Стерилизаторът трябва да е преносим и следователно да е лек и удобен за носене • Времето за стерилизация трябва да кратко, в интервала от 1 до 60 секунди, тъй като няма достатъчно обем за междинно съхраняване на въздуха • Температурата на стерилизация трябва да е висока, поради това, че времето за стерилизация е кратко • Поради високата температура на стерилизация уредът трябва да бъде безопасен за употреба • Като следствие от високата скорост на стерилизация трябва да е наличен достатъчно мощен източник на енергия • От необходимостта уредът да бъде компактен следва процесите са се осъществяват във високоефективни топлообменници • Източникът на енергия определя конструктивните особености на уреда.• The sterilizer must be portable and therefore light and convenient to carry • The sterilization time must be short, in the range of 1 to 60 seconds, because there is not enough volume to store air in between • The sterilization temperature must be high, due to the fact that the sterilization time is short • Due to the high sterilization temperature, the device must be safe to use • As a consequence of the high sterilization speed, a sufficiently powerful energy source must be available • From the need for the device to be compact, the processes are carried out in highly efficient heat exchangers • The energy source determines the design features of the device.
А. Преносим стерилизатор е предварително акумулиране на топлинна енергия (фиг. 2)A. A portable sterilizer is a pre-accumulation of thermal energy (Fig. 2)
Енергията в този тип стерилизатор се съхранява в топлинен акумулатор. Ролята на топлинен акумулатор се изпълнява от термо-контактната маса, която се намира в нагревателния топлообменник.The energy in this type of sterilizer is stored in a thermal accumulator. The role of a heat accumulator is performed by the thermo-contact mass, which is located in the heating heat exchanger.
Начинът на работа с този уред е:The way to work with this device is:
1. Стерилизаторът се нагрява от електронагревател в течение на 15 минути до работна температура от 600°С. При достигане на тази температура стерилизаторът се самоизключва и подава звуков и светлинен сигнал, че е готов за употреба.1. The sterilizer is heated by an electric heater for 15 minutes to an operating temperature of 600°C. When this temperature is reached, the sterilizer switches itself off and gives a sound and light signal that it is ready for use.
2. Стерилизаторът се поставя на гръб. Включва се с бутон, който задейства компресора. Когато въздухът започне да постъпва в маската тя се поставя на лицето. На корпуса на стерилизатора има дисплей, който показва оставащото време за работа. След определен период на употреба температурата на термоконтактната маса се понижава и достига предварително зададена долна граница, например ЗОО°С. Получават се звуков и светлинни сигнали, който предупреждават, че контаминирана зона трябва да бъде напусната в течение на 20 минути.2. The sterilizer is placed on its back. It is turned on with a button that activates the compressor. When the air begins to enter the mask, it is placed on the face. There is a display on the sterilizer housing that shows the remaining operating time. After a certain period of use, the temperature of the thermal contact mass decreases and reaches a predetermined lower limit, for example 30°C. Sound and light signals are produced, warning that a contaminated area must be vacated within 20 minutes.
3. След напускане на контаминираната зона маската и стерилизаторът се свалят. В течение на 15 минути апаратът и маската се дезинфекцират с химически препарат. Термоконтактната маса се нагрява отново, след което апаратът е готов за повторно използване3. After leaving the contaminated area, the mask and sterilizer are removed. During 15 minutes, the device and the mask are disinfected with a chemical agent. The thermal contact mass is reheated, after which the apparatus is ready for use again
Действие на уреда е (Фигура):Action of the device is (Figure):
Въздухът постъпва в системата през филтърът Ф. Нагнетява се от компресора и през регулиращ клапан Кг се подава е газоразпределителна камера. От там преминава през няколко слоя с термо-контактна маса от порцеланови сфери. През клапан Κι се подава в системата за охлаждане и рекуперация. Клапанът Κι регулира налягането в респираторната маска. Налягането е винаги по-високо от атмосферното с цел да се предотврати просмукване на нестерилен въздух в случай на възникнал дефект в херметизацията на системата. Термичният датчик Τι управлява системата за принудителна вентилация Bi и регулира температурата на въздуха за дишане. Аварийният клапан Кз се задейства в случай, че клапан Кг дефектира.The air enters the system through the filter F. It is pressurized by the compressor and through the regulating valve Kg it is supplied to the gas distribution chamber. From there it passes through several layers of thermo-contact mass of porcelain spheres. It is fed into the cooling and recovery system through valve Ки. The Ki valve regulates the pressure in the respiratory mask. The pressure is always higher than atmospheric in order to prevent infiltration of non-sterile air in the event of a defect in the system's pressurization. The thermal sensor Τι controls the forced ventilation system Bi and regulates the temperature of the breathing air. The emergency valve Kz is activated in the event that the valve Kg fails.
Б. За решаване на друга задача на изобретението е създаване на преносим стерилизатор с газово пламенно нагряване (фиг.З)B. To solve another task of the invention is to create a portable sterilizer with gas flame heating (fig.3)
Енергията в този тип стерилизатор се получава от изгаряне на подходящ втечнен газ, например пропан-бутан.The energy in this type of sterilizer is obtained by burning a suitable liquefied gas, for example propane-butane.
Начинът на работа с този уред е:The way to work with this device is:
1. Стерилизаторът се поставя на гръб. Включва се с бутон, който запалва газовонагревателната система и задейства компресора. Изчаква се, докато се достигне работна температура в нагревателната зона. Това се отбелязва със зелен светлинен сигнал. Маската се поставя на лицето. На корпуса на стерилизатора има дисплей, който показва оставащото време за работа. След определен период на употреба се изчерпва горивото. Получават се звуков и светлинни сигнали, който предупреждават, че контаминирана зона трябва да бъде напусната в течение на 20 минути.1. The sterilizer is placed on its back. It is switched on with a button that ignites the gas heating system and activates the compressor. It waits until the operating temperature is reached in the heating zone. This is indicated by a green light signal. The mask is placed on the face. There is a display on the sterilizer housing that shows the remaining operating time. After a certain period of use, the fuel runs out. Sound and light signals are produced, warning that a contaminated area must be vacated within 20 minutes.
2. След напускане на контаминираната зона маската и стерилизаторът се свалят. В течение на 15 минути апаратът и маската се дезинфекцират с химически препарат. Газовият балон с гориво се зарежда, след което апаратът е готов за повторно използване2. After leaving the contaminated area, the mask and sterilizer are removed. During 15 minutes, the device and the mask are disinfected with a chemical agent. The fuel gas cylinder is charged, after which the apparatus is ready for use again
Действие на уреда е (фиг.З):Action of the device is (fig. 3):
Газовата нагревателна система се заплава с бутон. Въздухът постъпва в системата през филтърът Ф. Нагнетява се от компресора и през регулиращ клапан Кг се подава в нагревателния топлообменник. Изгаряното количеството газ се регулира от терморегулатора на топлинната зона Тг. Нагревателния топлообменник е изграден от термо-контактна маса от медни ламели. През клапан Κι нагретият въздух се подава в системата за охлаждане и рекуперация. Клапанът Κι регулира налягането в респираторната маска. Налягането е винаги по-високо от атмосферното с цел да се предотврати просмукване на нестерилен въздух в случай на възникнал дефект в херметизацията на системата. Термичният датчик Τι управлява системата за принудителна вентилация Bi и регулира температурата на въздуха за дишане. Аварийният клапан Кз се задейства в случай, че клапан Кг дефектира.The gas heating system is started with a button. The air enters the system through the filter F. It is pressurized by the compressor and fed into the heating heat exchanger through the regulating valve Kg. The amount of gas burned is regulated by the thermostat of the heating zone Tg. The heating heat exchanger is made of a thermo-contact mass of copper lamellae. The heated air is fed into the cooling and recuperation system through valve К. The Ki valve regulates the pressure in the respiratory mask. The pressure is always higher than atmospheric in order to prevent infiltration of non-sterile air in the event of a defect in the system's pressurization. The thermal sensor Τι controls the forced ventilation system Bi and regulates the temperature of the breathing air. The emergency valve Kz is activated in the event that the valve Kg fails.
В. За решаване на друга задача на изобретението е създаване на преносим стерилизатор с електрическо нагряване (фиг.4)C. To solve another task of the invention is to create a portable sterilizer with electric heating (fig. 4)
Нагряването на този тип стерилизатор се извършва от подходящ, електрически акумулатор, например литиево-йонна батерия.The heating of this type of sterilizer is carried out by a suitable, electric battery, for example a lithium-ion battery.
Начинът на работа с този уред е:The way to work with this device is:
1. Стерилизаторът се поставя на гръб. Включва се с бутон, който включва електронагревателната система и задейства компресора. Изчаква се, докато се достигне работна температура в нагревателната зона. Това се отбелязва със зелен светлинен сигнал. Маската се поставя на лицето. На корпуса на стерилизатора има дисплей, който показва оставащото време за работа. След определен период на употреба се изчерпва енергията в електрическия акумулатор. Получават се звуков и светлинни сигнали, който предупреждават, че контаминирана зона трябва да бъде напусната в течение на 20 минути.1. The sterilizer is placed on its back. It is turned on with a button that turns on the electric heating system and activates the compressor. It waits until the operating temperature is reached in the heating zone. This is indicated by a green light signal. The mask is placed on the face. There is a display on the sterilizer housing that shows the remaining operating time. After a certain period of use, the energy in the electric battery is depleted. Sound and light signals are produced, warning that a contaminated area must be vacated within 20 minutes.
2. След напускане на контаминираната зона маската и стерилизаторът се свалят. В течение на 15 минути апаратът и маската се дезинфекцират е химически препарат. Изтощеният електрически акумулатор се заменя със зареден, след което апаратът е готов за повторно използване.2. After leaving the contaminated area, the mask and sterilizer are removed. Within 15 minutes, the device and the mask are disinfected with a chemical preparation. The exhausted electric battery is replaced with a charged one, after which the device is ready for use again.
Действие на уреда е (Фигура 4):Action of the device is (Figure 4):
Включва се електрическата нагревателна система. Въздухът постъпва в системата през филтърът Ф. Нагнетява се от компресора и през регулиращ клапан Кг се подава в нагревателния топлообменник. Топлината отделяна от електронагревателя се регулира от терморегулатора на топлинната зона Тг. Нагревателния топлообменник е изграден от термо-контактна маса от медни ламели. През клапан Κι нагретият въздух се подава в системата за охлаждане и рекуперация. Клапанът Κι регулира налягането в респираторната маска. Налягането е винаги по-високо от атмосферното с цел да се предотврати просмукване на нестерилен въздух в случай на възникнал дефект в херметизацията на системата. Термичният датчик Τι управлява системата за принудителна вентилация Bi и регулира температурата на въздуха за дишане. Аварийният клапан Кз се задейства в случай, че клапан Кг дефектира.The electric heating system is switched on. The air enters the system through the filter F. It is pressurized by the compressor and fed into the heating heat exchanger through the regulating valve Kg. The heat emitted by the electric heater is regulated by the thermoregulator of the heat zone Tg. The heating heat exchanger is made of a thermo-contact mass of copper lamellae. The heated air is fed into the cooling and recuperation system through valve К. The Ki valve regulates the pressure in the respiratory mask. The pressure is always higher than atmospheric in order to prevent infiltration of non-sterile air in the event of a defect in the system's pressurization. The thermal sensor Τι controls the forced ventilation system Bi and regulates the temperature of the breathing air. The emergency valve Kz is activated in the event that the valve Kg fails.
Предимства на създаденият преносим стерилизатор, съгласно изобретението:Advantages of the created portable sterilizer according to the invention:
• Пълно стерилизиране на въздуха. В изходящият въздух няма нито един микроорганизъм, който може да предизвика инфекциозно заболяване.• Complete air sterilization. There is not a single microorganism in the exhaust air that can cause an infectious disease.
• При необходимост стерилизаторът може обработва едновременно не само входящият, но и изходящият въздушни потоци.• If necessary, the sterilizer can simultaneously process not only incoming but also outgoing air flows.
• Налягането в херметичния респиратор е по-високо от атмосферното. Това предотвратява попадането на нестерилен въздух в случай на разхерметизация • В зависимост от източника на енергия, уредът може да осигури период на автономно използване от няколко часа до няколко дни.• The pressure in the sealed respirator is higher than atmospheric. This prevents non-sterile air from entering in case of depressurization • Depending on the energy source, the unit can provide a period of autonomous use from several hours to several days.
• Уредът може да се използва в условия без работеща енергийна инфраструктура, в условия на бедствия и аварии.• The device can be used in conditions without working energy infrastructure, in conditions of disasters and accidents.
• Преносимият стерилизатор може да бъде изпълнен в няколко варианта. Единият от тях може да осигури дълъг период на автономно използване в условия на бедствие без при това да са налични конвенционални източници на електроенергия.• The portable sterilizer can be made in several versions. One of them can provide a long period of autonomous use in disaster conditions without conventional power sources being available.
• Размерите на устройството са съобразени с това, че то да е подходящо за продължително носене и да дава достатъчно свобода за извършване на определени работни операции.• The dimensions of the device are designed to be suitable for long-term wear and to give enough freedom to carry out certain work operations.
В друг вариант на изпълнение на задачите на изобретението е създаване на стационарен стерилизатор :In another variant of the implementation of the tasks of the invention is the creation of a stationary sterilizer:
Стационарен стерилизатор: (фигура 6 ) :Stationary sterilizer: (figure 6 ) :
Този стерилизатор решаване на проблема е недостатъчната дезинфекция на въздуха в помещения.This sterilizer solves the problem of insufficient indoor air disinfection.
Пълно унищожаване на микроорганизмите, може да бъде постигнато, чрез нагряване на въздуха до висока температура. Това е традиционен метод на стерилизация, който се прилага за обработване на медицински инструменти и изделия. Обработката на практика се извършва, като инструментите се поставят в херметичен шкаф и се нагряват до температура 120-160°С за 15-30 минути. Същият принцип на стерилизация може да се приложи и към въздуха в помещенията, но със следните ограничителни условия и породени от тях следствия:Complete destruction of microorganisms can be achieved by heating the air to a high temperature. This is a traditional method of sterilization that is used to process medical instruments and devices. The processing is practically carried out by placing the tools in an airtight cabinet and heating them to a temperature of 120-160°C for 15-30 minutes. The same principle of sterilization can also be applied to indoor air, but with the following limiting conditions and their consequences:
В тези затворени помещения могат да се монтират сензори за микроби, вируси.Sensors for germs, viruses can be installed in these enclosed spaces.
Други вредни газове, температура, с дистанционно управлявана система, може да се управлява и от телефон.Other harmful gases, temperature, with remote control system, can also be controlled by phone.
Работещ режим на стерилизатора:Operating mode of the sterilizer:
1. Въздухът се филтрира1. The air is filtered
2. След това се сгъстява от компресор2. It is then compressed by a compressor
3. Компресорът подава въздуха в зоната за нагряване3. The compressor supplies air to the heating zone
4. Нагретият въздух се извежда в буферен колектор4. The heated air is discharged into a buffer collector
5. Колекторът разпределя въздушния поток в зона за охлаждане и рекуперация5. The collector distributes the air flow in a cooling and recuperation zone
6. Охладеният до подходяща температура въздух се извежда в помещението, когато стерилизаторът е стационарен или в маската за дишане, когато стерилизаторът е преносим.6. Air cooled to the appropriate temperature is discharged into the room when the sterilizer is stationary or into the breathing mask when the sterilizer is portable.
7. Налягането, температурата и обема на топлообменните зони зависят пряко от зададените предварително работни параметри.7. The pressure, temperature and volume of the heat exchange zones depend directly on the previously set working parameters.
Основните параметрите на модела са температура и време за стерилизация. Тези параметри могат да се регулират в зависимост целевия патоген или група патогени. Например за дезактивация на грипни вируси режимът е температура ЗОО°С и време за стерилизация 5 секунди, а за спори режимът е температура 200°С и време за стерилизация 60 секунди. Възможен е и режим дезактивация на всички микроорганизми при температура от 500°С за 5 секунди. Възможни са също така и работни температури до 700°С.The main parameters of the model are temperature and sterilization time. These parameters can be adjusted depending on the target pathogen or group of pathogens. For example, for the deactivation of influenza viruses, the mode is a temperature of 30°C and a sterilization time of 5 seconds, and for spores the mode is a temperature of 200°C and a sterilization time of 60 seconds. A deactivation mode of all microorganisms at a temperature of 500°C for 5 seconds is also possible. Operating temperatures up to 700°C are also possible.
За да се изпълни и тази задача на изобретението е създаден :In order to fulfill this task, the invention was created:
Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване, който се поставя в помещение, където работят няколко човека. Местоположението на стерилизатора може да бъде на стената, на тавана или на пода. Въздухът преминава през уреда непрекъснато и се стерилизира. Стерилизаторът работи в непрекъснат режим.Stationary sterilizer with electric heating, which is placed in a room where several people work. The location of the sterilizer can be on the wall, on the ceiling or on the floor. The air passes through the device continuously and is sterilized. The sterilizer works in continuous mode.
В този случай се гарантира стерилизация само на тази част от въздушния поток, която преминава през стерилизатора.In this case, sterilization is guaranteed only for that part of the air flow that passes through the sterilizer.
Приложеният пример , съгласно изобретението е за приложение на стационарен стерилизатор с електрическо нагряване в затворено помещение с цел да се намали или елиминира съдържанието на патогени във въздуха. На стерилизация се подлага въздухът в помещението.The applied example according to the invention is for the application of a stationary sterilizer with electric heating in a closed room in order to reduce or eliminate the content of pathogens in the air. The air in the room is sterilized.
А. Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване в операционна зала за стерилизация на входящия въздух( фиг.6)A. Stationary sterilizer with electric heating in an operating room for sterilization of incoming air (fig. 6)
Начинът на работа с този уред е:The way to work with this device is:
3. Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване се поставя на входа на въздушния поток в херметична операционна зала. Входящият въздух се стерилизира преди да навлезе в помещението. Системата поддържа във вътрешното пространство налягане, което е по-високо от атмосферното. При разхерметизация, отваряне или затваряне, въздушният поток е винаги отвътре навън, това предотвратява попадане на външен нестерилен въздух в операционна зала3. A stationary electrically heated sterilizer is placed at the inlet of the air flow in an airtight operating room. The incoming air is sterilized before it enters the room. The system maintains a pressure in the internal space that is higher than atmospheric. When depressurizing, opening or closing, the air flow is always from inside to outside, this prevents outside non-sterile air from entering the operating room
4. Стерилизаторът работи в непрекъснат режим или може да бъде пуснат в действие няколко часа преди извършване на операцията. В случай, че помещението не е херметично и не може да се осигури необходимото налягане вътре и съответно условия за стерилизация се получава предупредителен светлинен и звуков сигнал.4. The sterilizer works in continuous mode or can be put into operation several hours before performing the operation. In the event that the room is not hermetic and the necessary pressure inside and corresponding conditions for sterilization cannot be provided, a warning light and sound signal is received.
Б. Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване в инфекциозно отделение за стерилизация на изходящият въздух(фиг.б)B. Stationary sterilizer with electric heating in an infectious department for sterilization of outgoing air (fig.b)
Начин на работа на с този уред е :The way of working with this device is:
1. Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване от 300-800 С се поставя на изхода на въздушния поток в херметично инфекциозно отделение. Изходящият въздух се стерилизира след като напусне отделението. Системата поддържа във вътрешното пространство налягане, зададено предварително по-висок от атмосверният , за да не влиза външен въздух, което е по-ниско от атмосферното. При разхерметизация, отваряне или затваряне, въздушният поток е винаги отвън навътре, това предотвратява попадане на вътрешен нестерилен въздух в от инфекциозното отделение във външното пространство1. A stationary sterilizer with electric heating of 300-800 C is placed at the outlet of the air flow in a hermetic infectious department. The exhaust air is sterilized after it leaves the compartment. The system maintains a pre-set pressure higher than atmospheric in the internal space, so that outside air, which is lower than atmospheric, does not enter. When depressurizing, opening or closing, the air flow is always from the outside to the inside, this prevents internal non-sterile air from entering the infectious compartment into the external space
2. Стерилизаторът работи в непрекъснат режим. В случай, че помещението не е херметично и не може да се осигури необходимото налягане вътре и съответно условия за стерилизация се получава предупредителен светлинен и звуков сигнал.2. The sterilizer works in continuous mode. In the event that the room is not hermetic and the necessary pressure inside and corresponding conditions for sterilization cannot be provided, a warning light and sound signal is received.
Действие на стационарния стерилизатор е (фиг.6):Action of the stationary sterilizer is (fig. 6):
Въздухът постъпва в системата през филтърът Ф. Нагнетява се от компресора и постъпва в рекуператор — противоточен топлообменник. Преминава през нагревателна зона с електрически нагревател и термо-контактна маса от медни ламели. През клапан Κι се извежда в помещението или извън него в зависимост от посоката на стерилизация. Термичният датчик Т] управлява клапан Κι и аварийният клапан К2. Аварийният клапан К2 се задейства в случай, че клапан Κι дефектира. Термичният датчик Т2 регулира температурата в топлообменната зона. Тя може да бъде в интервала от от 300°С до 800°С.The air enters the system through the filter F. It is pressurized by the compressor and enters the recuperator — a countercurrent heat exchanger. It passes through a heating zone with an electric heater and a thermo-contact mass of copper lamellae. Through a valve Ки is taken out into the room or outside it, depending on the direction of sterilization. The thermal sensor T] controls valve K1 and the emergency valve K2 . The emergency valve K 2 is activated in the event that valve K 1 fails. The thermal sensor T 2 regulates the temperature in the heat exchange zone. It can be in the range from 300°C to 800°C.
З.Пример за приложение на стационарен стерилизатор с електрическо нагряване в затворено помещение с цел да се намали или елиминира съдържанието на патогени във въздуха.H. Example of application of stationary sterilizer with electric heating in a closed room in order to reduce or eliminate the content of pathogens in the air.
На стерилизация се подлага въздухът в помещението.The air in the room is sterilized.
Същият принцип на Стерилизация може да се приложи и към въздуха в помещенията, но със следните ограничителни условия и породени от тях следствия:The same principle of Sterilization can also be applied to indoor air, but with the following restrictive conditions and their consequences:
• Стерилизаторът трябва да е удобен за монтиране във или извън помещението • Времето за стерилизация трябва да кратко, в интервала от 1 до 60 секунди • Температурата на стерилизация трябва да е висока, поради това, че времето за стерилизация е кратко • Поради високата температура на стерилизация уредът трябва да бъде безопасен за употреба • Като следствие от високата скорост на стерилизация трябва да е наличен достатъчно мощен източник на енергия.• The sterilizer must be convenient to install inside or outside the room • The sterilization time must be short, in the range of 1 to 60 seconds • The sterilization temperature must be high, because the sterilization time is short • Because of the high temperature of sterilization the device must be safe to use • As a consequence of the high sterilization speed, a sufficiently powerful power source must be available.
Предимствата на стационарният стерилизатор са:The advantages of the stationary sterilizer are:
• Стерилизиране на въздуха, който е преминал през системата. Във входящият или изходящият въздух няма нито един микроорганизъм, който може да предизвика инфекциозно заболяване.• Sterilization of the air that has passed through the system. In the incoming or outgoing air there is not a single microorganism that can cause an infectious disease.
• Налягането в помещението в по-високо от атмосферното. Това предотвратява попадането на нестерилен въздух в случай на разхерметизация • Стационарният стерилизатор обработва едновременно и входящият и изходящ въздушни потоци. Това може да бъде полезно например в инфекциозни отделения, където е необходим микробиологичен контрол и на двата потока.• The pressure in the room is higher than atmospheric. This prevents non-sterile air from entering in the event of depressurization • The stationary sterilizer processes both incoming and outgoing air streams simultaneously. This can be useful, for example, in infectious disease wards where microbiological control of both streams is required.
Пояснение на приложените фигури:Explanation of the attached figures:
• Фигура 1 - Блок схема на преносим стерилизатор на въздух/ на системата • Фигура 2 - Принципна схема на преносим стерилизатор с предварително акумулиране на топлинна енергия • Фигура 3 - Принципна схема на преносим стерилизатор е газово-пламенно нагряване • Фигура 4 - Принципна схема на преносим стерилизатор е електрическо нагряване • Фигура 5 - Принципна схема на стационарен стерилизатор с електрическо нагряване• Figure 1 - Block diagram of a portable air/system sterilizer • Figure 2 - Schematic diagram of a portable sterilizer with pre-accumulation of thermal energy • Figure 3 - Schematic diagram of a portable gas-flame heating sterilizer • Figure 4 - Schematic diagram of portable sterilizer is electrically heated • Figure 5 - Schematic diagram of a stationary electrically heated sterilizer
ПРИМЕРИ за изпълнение на устройствата, съгласно изобретението:EXAMPLES of implementation of the devices according to the invention:
1. Преносим стерилизатор е предварително акумулиране на топлинна енергия (фиг.2)1. A portable sterilizer is a pre-accumulation of thermal energy (fig. 2)
Устройството за преносим стерилизация на въздух, съгласно изобретението се състои от корпус с термоизолационен слой, газово-разпределителна камера, термо-контактна маса , нагревател, тръба за въздушния поток , която завършва с компресор , входящ филтър ,авариен клапан и горната част на устройството е свързано с маска/ шлем/, посредством гъвкав въздуховод..The device for portable air sterilization, according to the invention, consists of a housing with a thermal insulation layer, a gas distribution chamber, a thermal contact table, a heater, an air flow pipe that ends with a compressor, an inlet filter, an emergency valve, and the upper part of the device is connected to a mask/helmet/, by means of a flexible air duct..
Устройството има и разширителен колектор , охладителна система(рекупеторатор) • Може да се изпълни и без „контролна и управляваща система”. Технически могат да бъдат конструирани по-сложно с контролна система и по-просто без контролна система.The device also has an expansion manifold, a cooling system (recuperator) • It can also be executed without a "control and management system". Technically, they can be constructed more complexly with a control system and more simply without a control system.
2. Преносим стерилизатор с газово пламенно нагряване ( фиг.З)2. Portable sterilizer with gas flame heating (fig.3)
Устройството за преносим стерилизация на въздух, съгласно изобретението се състои от газово нагревателна система , термо-контактна маса , терморегулатор на топлинната зона , които са свързани с разширителен колектор от едната страна и тръба, която е свързана с компресор , входящ филтър ,авариен клапан. Устройството има и разширителен колектор , охладителна система(рекупеторатор) и горната част на устройството е свързано с маска/ шлем/.The device for portable air sterilization, according to the invention, consists of a gas heating system, a thermo-contact table, a thermoregulator of the heat zone, which are connected to an expansion manifold on one side and a pipe that is connected to a compressor, inlet filter, emergency valve. The device also has an expansion manifold, a cooling system (recuperator) and the upper part of the device is connected to a mask/helmet/.
• Може да се изпълни и без „контролна и управляваща система”. Технически могат да бъдат конструирани по-сложно с контролна система и по-просто без контролна система.• It can be performed without a "control and management system". Technically, they can be constructed more complexly with a control system and more simply without a control system.
3. Преносим стерилизатор с електрическо нагряване (фиг. 4):3. Portable sterilizer with electric heating (Fig. 4):
Устройството за преносим стерилизация на въздух, съгласно изобретението се състои от електрическа нагревателна система , термо-контактна маса , терморегулатор на топлинната зона , които са свързани с разширителен колектор от едната страна и тръба, която е свързана с компресор , входящ филтър ,авариен клапан. Устройството има и разширителен колектор , охладителна система(рекупеторатор) и горната част на устройството е свързано с маска/ шлем/.The device for portable air sterilization, according to the invention, consists of an electric heating system, a thermo-contact table, a thermoregulator of the heat zone, which are connected to an expansion manifold on one side and a pipe that is connected to a compressor, an inlet filter, an emergency valve. The device also has an expansion manifold, a cooling system (recuperator) and the upper part of the device is connected to a mask/helmet/.
В показаните на фигурите варианти за изпълнение на стационарните стерилизатори дихателната тръба е конфигурирана като гъвкав въздуховод..По този начин се осигурява свободата на движение . Края на тази дихателна тръба завършва с накрайник , който захваща херметически шлем/каска.In the versions of the stationary sterilizers shown in the figures, the breathing tube is configured as a flexible air duct. In this way, freedom of movement is ensured. The end of this breathing tube ends with a nozzle that grips an airtight helmet/helmet.
В предпочитан вариант на изпълнение Гъвкавата връзка може да бъде направена от гофриран материал, който да позволява свободното движение на тялото при осигуряване на определена сила на опън.In a preferred embodiment, the flexible connection may be made of a corrugated material to allow free movement of the body while providing a certain tensile force.
С цел осигуряване на правилна работа на устройството разглобяемите елементи не трябва да се нрушават по време на работа.In order to ensure proper operation of the device, the detachable elements must not be broken during operation.
Всеки един от стерилизаторите може да бъде оборудван с подходящи за конкретното изпълнение сензори, които да бъдат наблюдавани дистанционно от компютъризирана система.Each of the sterilizers can be equipped with sensors suitable for the specific implementation, to be monitored remotely by a computerized system.
4. Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване в операционна зала за стерилизация на входящия въздух (Фигура 6) - Принципна схема на стационарен стерилизатор с електрическо нагряване)4. Stationary sterilizer with electric heating in an operating room for sterilization of incoming air (Figure 6) - Schematic diagram of a stationary sterilizer with electric heating)
Устройството за стационарен стерилизация на въздух, съгласно изобретението се състои от термоизолационен слой , термо-контактна маса и топлинен акумулатор ,нагревател, които са свързани с компресор и охладителна система , входящ филтър ,авариен клапан, горната част на устройството извежда стерилният въздух в помещението или извън него в зависимост от това , дали се стерилизира входящи или изходящи въздушни потоци . Устройството е снабдено с компютъризирана система за управление. Състоянието на стерилизатора се обозначава със светлинни и звукови сигнали.The device for stationary air sterilization, according to the invention, consists of a thermal insulation layer, a thermal contact mass and a heat accumulator, a heater, which are connected to a compressor and a cooling system, an inlet filter, an emergency valve, the upper part of the device brings the sterile air into the room or outside it depending on whether it is sterilizing incoming or outgoing air flows. The device is equipped with a computerized control system. The status of the sterilizer is indicated by light and sound signals.
5. Стационарен стерилизатор с електрическо нагряване в инфекциозно отделение за стерилизация на изходящият въздух5. Stationary sterilizer with electric heating in infectious department for sterilization of outgoing air
Устройство за стационарен стерилизация на въздух, съгласно изобретението се състои от термоизолационен слой , термо-контактна маса и топлинен акумулатор ,нагревател, които са свързани с компресор и охладителна система , входящ филтър ,авариен клапан, горната част на устройството извежда стерилният въздух в помещението или извън него в зависимост от това дали се стерилизира входящият или изходящ въздушни потоци. Устройството може да има и регулиращ клапан, светлинен и звуков сигнал. Състоянието на стерилизатора се обозначава със светлинни и звукови сигнали.A device for stationary air sterilization, according to the invention, consists of a thermal insulation layer, a thermal contact mass and a heat accumulator, a heater, which are connected to a compressor and a cooling system, an inlet filter, an emergency valve, the upper part of the device brings the sterile air into the room or outside of it depending on whether the incoming or outgoing air streams are being sterilized. The device may also have a regulating valve, light and sound signal. The status of the sterilizer is indicated by light and sound signals.
Устройството се монтира на стена, на под, покрив, таван или друго конструктивно подходящо място на сградата.The device is installed on a wall, on the floor, roof, ceiling or other structurally suitable place of the building.
В предпочитан вариант на изпълнение на стационарния вариант за домашни условия е устройството да се монтира на пода или на стената. Изходящият въздуховод отвежда стерилният въздух в помещението.In a preferred embodiment of the stationary version for home conditions, the device is mounted on the floor or on the wall. The outlet duct takes the sterile air into the room.
В показаните на фигурите варианти за изпълнение на изобретението Устройството е снабдено със компютъризирана система за управление. Състоянието на стерилизатора се обозначава със светлинни и звукови сигнали. Предвидени са сигнали, светлинни и звукови, който обозначават нормалният и авариен режим на работа. Всеки един от стационарните стерилизаторите може да бъде оборудван с подходящи за конкретното изпълнение сензори и управляващи механизми, които да бъдат наблюдавани и управлявани дистанционно.In the embodiments of the invention shown in the figures, the Device is equipped with a computerized control system. The status of the sterilizer is indicated by light and sound signals. Signals, light and sound, are provided, which indicate the normal and emergency mode of operation. Each of the stationary sterilizers can be equipped with sensors and control mechanisms suitable for the specific implementation, to be monitored and controlled remotely.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG113182A BG67634B1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Air sterilization device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG113182A BG67634B1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Air sterilization device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG113182A true BG113182A (en) | 2022-01-17 |
BG67634B1 BG67634B1 (en) | 2024-06-17 |
Family
ID=83511185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG113182A BG67634B1 (en) | 2020-07-02 | 2020-07-02 | Air sterilization device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG67634B1 (en) |
-
2020
- 2020-07-02 BG BG113182A patent/BG67634B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BG67634B1 (en) | 2024-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2683080C (en) | Protective device | |
CN111227381B (en) | Inlet and outlet two-way filtering and high-temp sterilizing mask device | |
WO2011087100A1 (en) | Air sterilization/purification device, and exhaled-air sterilization/purification device, indoor air sterilization/purification device, and simplified isolation device using said air sterilization/purification device | |
US11452793B1 (en) | Ultraviolet disinfecting cartridge system | |
US20180001049A1 (en) | Air purifier apparatus | |
JP2007524056A (en) | Method and apparatus for improving air quality in finite space | |
US20210290813A1 (en) | High-temperature Negative-pressure Air Exchange Sterilizer and Sterilization Method Thereof | |
CN111466642A (en) | Sterilizing mask device | |
CN113757861A (en) | Infection prevention and control system for heating outpatient room | |
KR102403260B1 (en) | Negative pressure mobile with sterization function | |
CN111388894A (en) | Infectious disease patient respiratory discharge pathogen collecting, inactivating and auxiliary breathing equipment | |
US20230158196A1 (en) | Portable Clean Air Processor | |
WO2021231585A1 (en) | Portable clean air processor | |
US20210346564A1 (en) | Inlet-outlet microbe safety system | |
CN212393954U (en) | Sterilizing mask device | |
BG113182A (en) | Sterilizer, system and method for sterilizing air intended for breathing | |
CN111098673A (en) | High-temperature virus killing machine in expiration | |
CN212700129U (en) | Infectious disease patient respiratory discharge pathogen collecting, inactivating and auxiliary breathing equipment | |
CN212650491U (en) | Integrated power air supply protective helmet | |
CN212157472U (en) | Air purifying device | |
CN215274768U (en) | Device for inhibiting virus and bacteria diffusion and timely killing by utilizing fluid mechanics principle | |
CN215231706U (en) | Air disinfection and purification device | |
JP2022041344A (en) | Ozone disinfection system and disinfection method | |
BG3994U1 (en) | Air sterilizer | |
CN113519960A (en) | Integrated power air supply protective helmet |