CN103841995A - 蒸汽灭菌器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种医疗器械蒸汽灭菌器（1），包括：用于输送消毒液（1a）上料系统（20）；用于输送废液（1b）的排放系统（40），该排放系统包括用于收集所述废液（1b）的排放罐（41）；用于冷却所述废液（1b）冷却装置，所述冷却装置包括冷却构件，用于冷却置于所述排放罐（41）内的废液（1b）。

Description

蒸汽灭菌器

技术领域

本发明涉及一种权利要求1前序中所述类型的蒸汽灭菌器。具体地，本发明涉及一种通过高温高压饱和蒸汽对外科器械和/或牙科器械（以下均称“医疗器械”）进行灭菌/消毒的蒸汽灭菌器。

背景技术

众所周知，在手术过程中，为了避免引起感染或者其它类似问题，配备具备高灭菌度的医疗器械尤为重要。

因此，根据不同的技术构思出几种灭菌器，可使所述器械实现优质灭菌/消毒。

一种现有灭菌器是采用环氧乙烷或乙醇盐等化学物质进行消毒的化学灭菌器。

另一种现有灭菌器是通过利用达到等离子体态的气体（例如，过氧化氢）对医疗器械进行灭菌的等离子体灭菌器。

虽然这两种灭菌器能够确保良好的灭菌作用，但是由于灭菌器内使用的物质往往在器械上形成残留物，所以很少使用。特别是因为这些残留物可导致患者感染或引起其它类似问题，将医疗器械送去进行深度、集中残留物清洗，从而清除残留物，另一方面又增加了成本，导致灭菌效率下降。

另一种灭菌器是用辐射（紫外线辐射、γ射线或微波）对医疗器械进行消毒的灭菌器。

这些灭菌器同样因为高昂的制造成本和使用成本而很少被使用。

为此，采用最多的灭菌器就是蒸汽灭菌器，也称为高压灭菌器。与前述灭菌器不同的是，蒸汽灭菌器降低了制造和使用成本，最重要的是蒸汽灭菌器使用简单，体积小巧，便于放置在实验室中。

目前已知的蒸汽灭菌器由含水（例如，脱矿质水）主内胆、放置待灭菌器械的灭菌室、从主内胆取水、将水转化成蒸汽并输送到灭菌室的供应系统、通过如热空气喷射来干燥器械的干燥构件、及从灭菌过程中排空废液（即残留液体和气体/蒸汽）的排放装置组成。

专利US5348711A、GB1235952A及US6379613描述了这些蒸汽灭菌器其中的一些类型。

为了满足相应的安全要求，以促进及加快排空灭菌室，从而后续重新使用灭菌器，蒸汽灭菌器还装有废液冷却系统。

冷却系统包括排放管道，该排放管道从灭菌室汲取废液，将废液输送到换热器（通常为空气换热器）进行冷却，然后收集到排放罐中。

另一种冷却系统考虑采用管道将废液从灭菌室输送到主内胆，所述废液在主内胆中通过冷却盘管将热量传递给消毒液，然后收集到排放罐中或者直接释放到主内胆中，与所述消毒液相混合。

在另外一种冷却系统中，流出的液体与灭菌器外部的供应系统（例如放置及使用灭菌器的建筑物的供水系统）供应的水相混合。

专利US20110076192A1、GB2320433A及US5505056描述了装有冷却系统的蒸汽灭菌器其中的一些类型。

上述已知技术存在一些重大的缺点。

实际上，已知蒸汽灭菌器，特别是已知冷却系统，其效率都不高。

特别是上述第一种冷却系统，其仅在灭菌室排放过程中工作，由于必需采用换热器，所以运行成本非常高，由于其必须在短时间内冷却液体，所以其特征是功率高，耗能高。

在已知第二种冷却系统中，消毒液每次循环后温度都会升高，导致该冷却系统效率不佳，从而影响整台灭菌器的效率与效能。

此外，如果将排放液体排放到主内胆中，那么消毒液会发生衰变，以至于所述排放液体不再能确保能够对医疗器械进行适当消毒。

在上述第三种冷却系统中也能发现这些低效率问题，由于大量使用外部系统供水，所以成本显著增加。

在这种情况下，本发明的技术任务是构想一种能够基本上消除上述缺点的蒸汽灭菌器。

发明内容

在该技术任务范围内，本发明的一个重要目的是提供一种低制造成本和低运行成本的蒸汽灭菌器。

另一个重要目的是获得一种带有非常高效的冷却系统的蒸汽灭菌器。

本发明旨在制造一种装有能够在低能耗情况下处理废液的冷却系统的蒸汽灭菌器。

根据所附权利要求1所述的蒸汽灭菌器可实现规定的技术任务和目标。

从属权利要求中重点介绍了优选实施例。

附图说明

具体实施方式

下面将通过参考本发明图1所示蒸汽灭菌器详细阐述的本发明的优选实施例阐明本发明的特点及优点。

通过参考所述附图，根据本发明所述的蒸汽灭菌器一般标记为标号1。

本发明基本上由医疗器械，特别是牙科器械及类似器械的灭菌设备组成，其用消毒液1a执行所述灭菌工作，该消毒液1a通常为汽态脱矿质水，其特征为高温高压。

简言之，蒸汽灭菌器1包括：上料系统20，用于输送及处理消毒液1a；灭菌室30，在其内部放置医疗器械并进行灭菌；排放系统40，在灭菌结束后使废液1b流动，并从灭菌室30排出。

具体来说，上料系统20包括：主内胆21，其与外部供应系统相连接，用于液体流通及存放消毒液1a；至少一个第一泵22，使液体在所述主内胆21与灭菌室30之间流动；蒸发单元23，用于将液态液体转化为汽态液体，如图1所示。

主内胆21装有第一测量构件，测量主内胆21所含消毒液1a的体积与压力，从而测定消毒液1a体积与压力的最小水平及最大水平。

灭菌室30由一体积小巧的灭菌室组成，用于医疗器械，优选用于牙科器械及类似器械。通过其本身可知，其由一近似圆柱体的结构构成，由不锈钢制成。

排放系统40包括：排放罐41，用于存放灭菌室30排出的排放液体1b，并与外部排放系统相连接，用于液体流通；一个以上电磁阀4，用于将灭菌室30排出的废液1b输送到排放罐41；一连串排放管道43，与灭菌室30相连接，用于液体流过所述排放罐41。

排放罐41与主内胆21方式相同，装有第二测量构件，用于测量所述排放罐41所含废液1b的体积与压力，从而测定废液1b体积与压力的最小水平及最大水平。

主内胆21与排放罐41基本上优选具有相同的容积，例如容积大约4升。

优选地，蒸汽灭菌器1装有冷却装置50，用于冷却排放系统40中含有的废液1b。

冷却装置50包括：冷却器52，用于冷却冷却液；冷却构件，当废液1b在排放罐41内部时，用于冷却废液1b。

优选地，冷却构件是间接换热器51，用于在冷却液与废液1b之间进行换热。

除间接换热器51以外，所述冷却构件还可以是真空泵53，用于使排放罐41处于真空状态，以便促使排放罐41所含废液1b降温，如下文所述。另一选择是，所述冷却构件可同时包括间接换热器51和真空泵53。所述真空泵53除了具有所述冷却功能外，还可用于使排放系统40处于真空状态，以便促进灭菌室20排空。

冷却液优选由消毒液1a组成。冷却装置50如图1所示，包含一连串互相连接的管道和致动泵54，前者使液体在冷却装置50、主内胆21及排放罐41等组件之间流通，后者使所述管道内部的冷却液1a在主内胆21和排放罐41之间流动。

间接换热器51由任何换热器构成，其中热量通过间接导热在消毒液1a和废液1b之间流通。具体来说，所述间接换热器确认为一台换热器，其中消毒液与废液无需直接接触，热量便可在消毒液和废液之间流通，因此，通过一个合适的换热表面，能够使这两种液体不相混合。

间接换热器51优选由一间接表面换热器组成，其中消毒液1a和废液1b在两个分开的灭菌室内部流动，以便通过隔开这两种液体的隔板在消毒液1a和废液1b之间传热。更加优选的是，消毒液1a和废液1b以与通过所述灭菌室时相反的流动方向流过间接换热器51。

间接换热器51与排放罐41成一体，其特别适合放置在排放罐41内部。具体来说，间接换热器51由一盘管构成，该盘管放置在排放罐41内部，以便浸入排放液体1b，使消毒液1a流通。

如图1所示的冷却器52介于间接换热器51和主内胆21之间，以便消毒液1a能够在回流进主内胆21内部之前冷却。

冷却器52优选由带有翅片盘管的空气冷却器组成，即其特征是外表面高，消毒液1a在其内部流通，外部空气射流掠过，以清除盘管中的热量，从而清除消毒液1a的热量。

冷却构件还可包括辅助间接换热器55，用于在消毒液1a和废液1b之间换热。

优选地，辅助间接换热器55与排放管道43相结合，从而使废液1b从灭菌室30流向排放罐41时冷却。特别优选地，如图1所示，该辅助换热器55介于间接换热器51和冷却器52之间。

一个选择方案是，辅助换热器55可与主内胆21成一体。具体来说，辅助换热器55在这种情况下可由诸如盘管组成，该盘管浸入消毒液1a，供废液1b在其中流通，废液从杀菌室30流出后，该盘管将热量传递给主内胆21内部的消毒液1a，然后到达排放罐。

另一个选择方案是，辅助换热器55可与杀菌室30成一体，从而清除灭菌室20所含蒸汽中的热量，以便所述蒸汽冷却，然后凝结。

辅助换热器55由任意换热器组成，其中热量通过间接导热在消毒液1a和废液1b之间传递。具体来说，辅助换热器55可以是一台再生型换热器，在该再生型换热器中──举例来说──消毒液1a和废液1b交替送往一个灭菌室的内部，因此该灭菌室吸收热液，即废液1b中的热量，然后释放到冷却液，即消毒液1a中。

一个选择方案是，辅助换热器55由表面换热器组成，方式与间接换热器51相同，在该表面换热器中，消毒液1a和废液1b流入优选拥有相反通道的两个分开的灭菌室。

冷却装置50最后可装有一个以上传感器，用于测量主内胆21和排放罐41中消毒液1a和废液1b的温度，并装有控制箱，根据所述传感器及测量构件提供的数据，至少调节冷却装置50的操作。

如上述结构所述的蒸汽灭菌器1的操作方式如下。

先将牙科器械或类似器械放入灭菌室30，该灭菌室可手动打开并拿取器械。

此时，灭菌过程开启，即，消毒步骤开始。

在该消毒步骤中，蒸发单元23以已知的方式从主内胆21中汲取指定量的消毒液1a，使其蒸发，然后使其进入灭菌室30，从而执行医疗器械灭菌。

灭菌步骤结束后，有一排放步骤，其中电磁阀42从灭菌室30回收废液1b，并使废液流入排放罐41。该排放步骤也可特别通过真空泵53实现，真空泵53使排放系统40处于真空状态，促使废液1b从灭菌室30中排出。

此外，在排放步骤过程中，废液1b到达排放罐41，与排放罐41中已有的、前述冷却过的废液1b相混合，先使刚刚到达排放罐41的废液1b进行冷却。

可启动冷却装置50，从而开始制冷步骤，在制冷步骤过程中，当废液1b停留在排放罐41中时，至少清除废液1b中的热。

这时，特别是通过启动致动泵54，至少开始一个冷却分步，或者通过启动真空泵53，开始散热分步。

另一选择方案是，真空泵53和致动泵54同时启动，从而几乎同时执行散热分步及至少一个冷却分步。

在散热分步过程中，真空泵53从排放罐41吸入空气与蒸汽混合物，并将该混合物排放出去，降低排放罐41内部压力，从而降低排放罐41中所含废液1b的压力。

所述压力降低反而会导致废液1b的沸点发生变化，更具体地说，会降低废液1b的沸点温度，从而增加废液1b的自然蒸发率。

该吸入动作使部分废液1b蒸发，由于状态发生变化，残留的部分液态废液1b散热并冷却。

此外，真空泵53的操作方式要避免到达排放罐41内部的废液1b的液相和蒸汽之间的平衡状态导致废液1b自然蒸发中断，从而导致散热分步停止。为此，真空泵53几乎可以一直开启，或者,举例来说,根据排放罐41内部废液1b的压力和温度定期启动。

执行散热分步的同时，制冷步骤考虑提供至少一个冷却分步，优选提供至少一个第一冷却分步。

在该第一冷却分步中，冷却液，即消毒液1a由致动泵54推动，开始在冷却装置50内部循环，开始冷却废液1b。消毒液1b特别在间接换热器51内部循环，从而通过间接导热使排放罐41所含废液1b进行散热。

此外，致动泵54以及第一冷却分步几乎可一直开启和执行，或者,举例来说,可根据排放罐41中废液1b的温度，定期开启所述致动泵54。

消毒液从间接换热器51排出后，到达辅助间接换热器55内部。

如果正在执行排放步骤，那么在辅助间接换热器中特别需要灭菌室30排出的废液1b与间接换热器51排出的消毒液1a同时循环，以便通过间接导热，开始第二冷却分步。

在该第二冷却分步中，辅助间接换热器55中的废液1b温度高于排放罐41所含废液1b，因此，辅助间接换热器55中的废液1b温度高于间接换热器51排出的消毒液，废液1b向间接换热器51传递热。

消毒液1a通过辅助间接换热器55后，到达冷却器52，向冷却器52传递热，以便消毒液温度基本上回升至其起初在主内胆21内时的温度。

本发明具有明显优点。

实际上，灭菌器1能够高效执行废液1b的冷却工作。

由于可以在特别长的时间内清除废液1b中的热，所以提高了灭菌效率，与已知灭菌操作不同的是，冷却装置，特别是真空泵53和间接换热器51能够连续工作，从而确保了高效灭菌。

与已知器件在灭菌室排空时间内清除热不同的是，清除废液1b中的热发生在排放罐41内部，即废液无限期存放的地区，从而确保了该可能性。

此外，测量构件也保证了间接换热器51连续工作的可能，因为该测量构件实际上确保主内胆中至少有最小水平的消毒液1a，无论是否执行灭菌循环，其都允许主内胆内留有不会使冷却装置50发生故障或出现其它问题所需的一定量的消毒液1a。

若要连续执行第一冷却分步和散热分步，则需带有体积小、功率低、从而能耗低的冷却装置。

本发明实现的一个重要目标是总液体体积，即废液1b加消毒液1a体积之和在两次灭菌循环之间的时间内几乎不变，因此，可基本上确定制冷能力恒定。

废液在排放罐41中用消毒液适当冷却，从而使废液从灭菌室21排出，一旦进入排放罐41即可冷却，这也确保了上述重要目标的实现。

另一重要优点是：使用消毒液1a作为冷却液时，不对其进行加热，否则会导致灭菌器1如已知灭菌器一样性能下降。实际上，加热消毒液会为细菌在消毒液1a中生长创造适宜环境，不加热消毒液则能够避免上述情况发生。

另一优点是：消毒液1a绝不会和废液1b混合，以便消毒液1a保持高纯度，从而一直确保医疗器械得到最佳消毒或灭菌。

本发明可在发明构想的范围内接受改动。所述及所要求的所有元件可由同等元件替换，细节、材料、外形及尺寸可以采用任何性质和大小。

Claims (10)

1.一种医疗器械蒸汽灭菌器（1），包括：用于输送废液（1b）的排放系统（40），该排放系统包括用于收集所述废液（1b）的排放罐（41）；用于冷却所述废液（1b）的冷却装置（50）；其特征在于，所述冷却装置（50）包括冷却构件，用于冷却置于所述排放罐（41）内的废液（1b）。

2.根据权利要求1所述的蒸汽灭菌器（1），其特征在于,所述冷却构件包括间接换热器（51），该间接换热器（51）与所述排放罐（41）成一体，利用冷却液通过间接导热清除所述废液（1b）中的热。

3.根据前述一项或多项权利要求所述的蒸汽灭菌器（1），包括：上料系统（20），用于输送消毒液（1a），其特征在于，所述冷却液由所述消毒液（1a）组成。

4.根据前述一项或多项权利要求所述的蒸汽灭菌器（1），其特征在于，所述间接换热器（51）为表面换热器。

5.根据前述一项或多项权利要求所述的蒸汽灭菌器（1），其特征在于,所述排放系统（40）包括排放管道（43），用于将所述废液（1b）导入所述排放罐（41）；所述冷却构件包括辅助间接换热器（55），该辅助间接换热器与所述排放管道（43）成一体，用于所述冷却液和废液（1b）之间换热。

6.根据前述一项或多项权利要求所述的蒸汽灭菌器（1），其特征在于，所述冷却构件包括真空泵（53），用于降低所述排放罐（41）内的压力。

7.根据前述一项或多项权利要求所述的蒸汽灭菌器（1），其特征在于，所述冷却装置（50）包括冷却器（52），用于冷却所述消毒液。

8.一种医疗器械灭菌法，包括将废液（1b）输送到排放罐（41）的排放步骤，其特征在于：还包括制冷步骤，在该制冷步骤中，至少在所述废液（1b）停留在所述排放罐（41）内部时清除所述废液（1b）中的热。

9.根据前述权利要求所述的灭菌法，其特征在于，所述制冷步骤包括除热分步，在该除热分步中，所述废液（1b）至少在所述废液（1b）停留在所述排放罐（41）内部时冷却。

10.根据权利要求9或10所述的灭菌法，其特征在于，所述制冷步骤包括第一冷却分步，在该第一冷却分步中，当所述废液（1b）在所述排放罐（41）中时，冷却液通过间接导热清除所述废液中的热。

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