CN1080988A - 针头销毁器和封闭器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处置注射器的焚化炉，它具 有：用于在横跨注射器针头宽度上并大约位于相对位 置处与电源联通的第一对电触点，使电流流过相对位 置之间的宽度来熔合和封闭针头，以及用于联通电源 使电流流过注射器针头一部分长度并焚化该部分的 第二对电触点。本发明能确保针头端部完全封闭，即 将端部封闭成使任何有害液体都不能泄漏。本发明 还包括一台风扇和筒形碳过滤系统，以抽取和吸收因 焚化而产生的有害气体。

Description

本发明涉及一种焚化炉，尤其涉及一种焚化（加热销毁）如医用针头之类的导电空心制品的焚化炉。

包括扩散如HIV/AIDS和HBV/乙型肝炎之类的致命的病原体的全球性流行病是由许多意外的针刺伤而引起的，这主要归因于人们用针刺器具（如盛有污染液的皮下注射器针头）偶或刺伤了他们的皮肤。例如，单支受污染的针头可能含有700HIV病毒的传染剂量和/或100，000HBV病毒的传染剂量。

专家们断言，致命病毒的迅速扩散仅HIV/AIDS病毒将使1.2亿成年人受到传染。另外还有21种潜在的致命病原体可在体液内扩散。疾病控制中心及时公布出所有医用废品有10%-15%受到污染。

政府部门所关心的是在任一医学单位（医院、诊所、医疗车、兽医所、实验室、医药工业中心、药物康复中心、旅馆（goals）、太平间及糖尿病专科诊所等等）内的护理人员越来越多地受到感染上述病毒的威胁，并制订出法律，规定用完的针头必须立即销毁。

人们已经发明了采用某种手段来解决上述问题的许多设备，可是，没有哪种设备能够满足下面列出的所有要求：

1、销毁针脚以下的全部针头;

2、完全将针头封闭，以防止注射器内所盛液体可能泄漏;

3、能够销毁任何类型的针头（当然，在医疗工业中可买到很多不同类型的针头）;

4、吸收销毁针头及封闭其端部时放出的烟气;

5、在任何医疗单位移动起来都很方便，而无需靠近主电源（即，方便地使用110V或220V交流电源，12V直流电源-如机动车点烟器或太阳电池板，或装配有可充电电池成一种完全的便携式装置）。

现有各类针头销毁装置大多可概括在如下的范畴内：

1、销毁针脚以下的全部针头-某些装置对针头局部加热，以便使针头卷曲，而另一些装置仅毁坏针头的大部分，针头的残留部分仍与针脚相连。这样虽然毁掉了针头，针头的端部仍开着口，仍潜在着很锋利的尖剌，如果有人偶然刺伤了自己或别人，他们仍会感染上病毒。因此，这些装置的优点极有限。

2、用切割手段在针脚处割断针头。这样仅起到除去针头的作用，而对消除意外针头刺伤感染无任何帮助。

3、销毁整个针头并基本上把针头的端部封闭。一旦，针头的端部没有被完全封闭，因为在该装置去掉了针头之后无论留下一个多么小的孔，潜在的受污染液体仍会从注射器中漏出，因而仍存在针头意外刺伤而受感染的威胁。如前所述，传播病毒所需的量是极少的。US-PS4255996，4445644和4969379公开了从注射器上切割下针头的装置。US-PS4628169，4877934和4965426公开了焚化针头的装置，但针头端部仍有开口，因而注射器内所含的液体仍能逸到环境中。US-PS5076178公开了一种加热针头，使其卷曲（但不高温热解），从针脚上切下针头并将针头剩余部分压碎的装置。仅仅压碎或压扁针头不能完全封闭针头。因为压扁不能完全封闭针头，污染液体从其缩小的开口端逸出的潜在危险仍然存在。

据此，在本领域中需要提供一种完全封闭针头并满足前述要求的针头销毁器和封闭器。

本发明提供的处置注射器针头的焚化炉能显著改善现有设备的不足之处，此焚化炉具有：第一对电触点和第二对电触点。第一对电触点用于在横跨注射器针头宽度上并大约位于相对位置处接通电源，以便电流流过两相对位置间的宽度而达到熔合并封闭针头的目的;第二对电触点用于联通电源，使电流流过注射器针头长度的一部分，以便焚化上述部分。

本发明通过确保完全封闭住针头端部即将端部封闭成使任何有害液体都不能泄漏而解决了上述潜在的致命问题。

皮下注射器由不锈钢加工而成，显然，不锈钢能传导电流。许多针头销毁器都利用流过针头以形成短路的电流。这样，根据电流大小使金属软化并使针头卷曲（其结果是电压较高，电流较小，如12V/40A）。本发明利用大电流和低电压，高温热解针头使其转化成粉灰。

以设定的不同温度来杀灭病毒（或经常称之为病原体）。高电压和低电流的组合不能保证杀灭所有病原体，然而，本发明的低电压和大电流的组合会导致针头在能杀死所有液体中含有的病原体的800-1000℃之间的温度下熔化。

所有针头销毁器反映出的另一个主要问题是加热针头时血液和其它体内液体燃烧会将臭气释放到大气中。为了克服这个极不利的影响，本发明设置了风扇以及分解和吸收这些有害气体的碳过滤筒系统。

图1是本发明优选实施例的焚化炉外部前端视图;

图2是图1装置的外部侧视图;

图3是图1装置的外部后端视图;

图4是图1装置的外部平面图;

图5A是图1装置部件的内前端视图;

图5B是图1装置部件的内侧视图;

图5C是图1装置部件内后端视图;

图5D是图1装置部件的内平面图;

图6A-6E是表示图1焚化炉触点运动的示意图;

图7A是图1焚化炉的焚化模件组的部件侧向截面图;

图7B是图1焚化炉的焚化模件组的部件顶截面图;

图8A-8C是表示图1焚化炉触点部件的示意图;

图9是图1装置电路方框图;

图10是图1装置运行流程图;

图11是图1装置过滤部件的分解透视图;

图12是图1装置每个运行状态所需时间的流程图。

参见图1-5D，根据本发明的优选实施例，用标号10表示的焚化装置特别适用于符合卫生要求地销毁注射器所用针头。图1表示了带盖12的装置10的外部前视图，盖12有一开口49，一个用于收集已焚化的针头的可取出的抽屉23装入开口49内。注射器包括针筒66，针脚65和针头64。装置10包括一块印刷电路板60，焚化模件组30，风扇4，液晶显示屏（LCD）22，过滤器筒保持架14，二节可充电电池55和56、插针座5和抽屉23，电池55和56向电机67和18、风扇4、液晶显示屏22和印刷电路板60供电。装置10还包括设有插针座5的盖12，针座5有一个可将待焚化针头插入的中心孔。针座5相对于箱体其它部件作向下运动，以便启动下面将要详细描述的焚化炉模件组30的针头焚化循环。盖12上设有与开口49相配装的用于收集焚化循环完成之后所焚化的针头（成灰状）的可取出的抽屉式容器23。

装置10可使用交流电（110V或220V），直流电（12V-机动车点烟器或太阳能电池板），或便携式的、装置内装有可充电的充电电池55和56的设备。若该设备是便携式的，用于控制的微处理机可连续分析电池内存有的电量，当电量逐渐减小，操作者可通过液晶显示屏22得知此信息，所以，在电池55和56需要充电以前它们还能销毁和封闭一定数量的针头64时就向操作者提出预告。当电池55和56的电量达到临界值时，控制微机通过液晶显示屏22将此信息告知操作者，同时装置10不再工作。印刷电路板60上设置了为电池充电的充电电路。因此，装置10仅需要一根联到电源（12V，110V或220V）的电线，就能完成充电过程。当电池正充电时，装置10同样可运行。

装在箱体外部的LCD显示屏22还显示出相应的信号，以使操作人员确认何时焚化炉准备接收针头，何时开始进行焚化循环。

参见图3，可清楚地看到位于箱体后部的控制/接口面板，其上装有主插座51（如供给AC电流的普通型部件），DC电源插座54，复原按钮57，保险丝52，53和保险丝座78、79。

图4是示出了可取出的抽屉23，可替换的筒形过滤器2，插针座架16，插针座5（针座架和针座均可取出来灭菌），液晶显示屏22和主开关50的装置10的外部平面图。

图5A是示出了可充电电池55，插针座5，焚化模件组30，风扇4，抽屉23，印刷电路板60和底部13的装置10的各部件的内前视图。

图5B是示出了插针座5，电机67，电机18，充电电池56，风扇4，印刷电路板60和底部13的装置10的各部件内侧视图。

图5C是示出了充电电池55，充电电池56，电机67，电机18，焚化模件组30和印刷电路板60的装置10的各部件内后端视图。

图5D是示出了底部13，印刷电路板60，充电电池55，充电电池56，电机67，筒形过滤器保持架14，风扇4，焚化模件组30和插针座5的装置10各部件内平面图。

图6A-6E是简要地示出了两对触点28，35/36，27和19，插针座5和针64的焚化模件30和各部件的截面图，同时也示出了上述各部件在装置运行时的相对位置。

图7A是示出了插针座5，针脚64，触点28，35  27和19，电机67和18，导引螺杆37和42以及微型开关8和58的焚化模件组30部件的截面图。

图7B是示出了插针座5，触点12/28，35/36，27和19，电机67，导引螺杆37，触点进给杆17和19以及微型开关8和58的焚化模件组30各部件的截面图。

通常，电极（焚化用）触点26、11、31、36由90%的银和10%的镉组成，业已发现这种材料在焚化期间可有效地防止针头64熔粘（或粘接）到触点上。可用银和/或镉涂履或镀履触点，或完全用这种材料或其它合适的不熔性材料制作触点。

图8A-8C示意地表示了装置进行时所用另外三个电路的焚化模件组30的各部件截面图。焚化材料组30包括：在图8A-8C所示的四个触点。二个触点28和35是由90%银：10%镉构成的板，业已发现，这种材质能有效地防止针头在焚化时熔粘（粘接）到触点上。另外二个触点19和27，每一个触点都分别有一块含90%银：10%镉的合金26和11，该块合金被焊到触点上。如果不使用这类合金，那么在焚化处理过程中触点和针头将会熔粘在一起。若不采用不熔性材料，为避免触点熔粘影响，就象某些现有设备那样需要在销毁针头时使用较高的电压和较小的电流。由与印刷电路板60相结合的微处理机来控制触点以便形成三个触点对间隙61，62和63。为保证完全销毁针头并把端部封闭就要控制触点的移动和触点间隙之间的电流。

目前所用的针头有多种尺寸。每种不同直径规格的针头需要不同的电流来确保熔合针头并封闭其端部。需要一种精确的方法来检测针头尺寸以便供给合适的电流。在优选的实施例中，使用了与每个电机67和18相联的数字式光学编码器来完成这个任务。借助于由导引螺杆37和42将这些电机与触点联结，微处理机可连续地分析并控制焚化过程。

图9是装置10的框图，表示了焚化炉的各个部件相互间电连接及与电路板60的电联结。

图10概要地表示了装置的运行情况，下面对其作进一步描述：

1、在备用工况时，装置随时准备开始工作，随时可以使第二电触点装置，触点27/11和19/26之间的间隙61流过一个很小的电流。

2、把针头64垂直地插入插针座5的孔内，该孔比针头的直径大，因此能将针头自由插入。

3、因为关键性地设置了触点27/11和19/26，针头的针尖与触点27/11接触，而针头侧面与触点19/26接触。这样就沿跨过间隙61的针头长度形成一个电路并流过一股低电流。电流的变化由微处理机检测。

4、微机立即：

a）增加电流（增到约4V和100A），使得跨过间隙的针头部分在800-1000℃之间焚化并被转化成粉灰。粉灰因重力而落入到收集抽屉23内，

b）在程序设定的一段时间内使风扇旋转，

c）操作者从液晶显示屏上得知装置正在运行。

5、操作者连续地往下压注射器66，因为焚化处理，插入焚化区的针头长度更长，以便依次在间隙61两端间焚化。

6、实际上，针头相当长部分被焚化，致使针脚65与插针座5相接触。因为插针座5的孔小于针脚，注射器66的连续向下运动同样也把插针座5向下压并向下移动到附加凹口处。

7、在起始位置时插针座靠压在联接微型开关58和8的臂上。每一臂由弹簧加力，插针座5向下运动使该臂闭合一条在上述微型开关内的电路。关键性地设置微型开关8和58，以便当针座5接触触点28和35时仅引起臂运动。

8、微型开关8和58经印刷电路板60与微处理机相连。由微处理机检测微型开关的闭合。开关闭合，就向电机67供电。

9、电机67驱动导引螺杆37，由导引螺杆将模件组30的可动部分朝模件组的固定部分推。可动部分由部件35和36组成。

10第一电触点装置，触点28和35是在一个水平面上，当可动部分靠近固定部分时，靠近针脚65的那部分针头64（针脚并不在该处桥接间隙62，因此不会被焚火）分别通过模件组30的静触点28（见图6B）和动触点35接触，因此桥接了间隙62。

11、由于密封触点28和35通过合适的微机与电源相联，该合适的微机检测现在流过密封触点28和35间的针头64宽度的电流变化。通过分析电机67内装设的数字式编码器旋转产生的脉冲数，微处理机可检测出针头规格（直径）。

12、微处理机提供合适的和预定的电流，电流流过针头64的宽度并将其熔化。较粗的针头所需电流较大，并可根据所用的特定电压电流来设计。因为如果电流太高（对于小直径针头而言），针头材料很可能会被“吹掉”而在针头上留下一开口端部，因此要仔细地控制电流。

13、电机67继续前进运动时，同时充分足够地向触点28和36提供相应的电流来熔合并封闭针头64的端部。直接供给熔化电流，以使触点28和35最好不被压或不使针头机械变形，当触点28和35彼此相向移动时，针头材料变软并熔合在一起。

14、因为微处理机已判定针头的规格，微处理机也判定停止向电机67供电的那一点。这点是根据针头的规格而定，对较粗的针头而言，该点较大。微处理机并不让触点28和35相互接触，而使它们相互保持大约1/10-1/4微米的距离。

15、当达到该点时，微处理机临时使电机67的极性相反，这相当于作了刹车。

16、针头的端部被熔合并完全被封闭，从而防止了可能受感染的液体从注射器66中逸出。

17、针头在触点28和35之间被封闭之后，微处理机给触点28和27/11之间的桥状间隙63（见图8C）通以足够高的电流。

18、微处理机同样向驱动导引螺杆42的电机18供电，该导引螺杆推动模件组30的可动部分。上述可动部分包括11，17，19，26和27。因此穿过间隙63的那部分针头同样也被焚化（见图6D）。

19、现在基本完成了焚化整个针头并把针头开口端封闭的操作。剩下来的所有的事是使电机67和18回到它们各自的起始位置，并把桥状间隙61间的电流调小。

20、电机18也与数字式光学编码器相联。当微处理机检测到数字式光学编码器上存在的脉冲数消失时，微处理机使电机18和67反向，停止向桥状间隙63（触点27/11和28）供电，并由液晶显示屏提醒操作者已完成操作，可把注射器从装置中取出。

21、模件组30的可动部分（35，36和11，17，19，26和27）回到其相应的初始位置。并把桥状间隙62（触点35和28）间的电流调到低电流准备焚化下一个针头。

22、然后从焚化炉上取走注射器。

23、因从装置上取走了注射器，释放了插针座5上的向下的压力，因此弹簧加载的微型开关把插针座推到起始位置。

24、在一段设定时间后，微处理机切断供给风扇的电流。

25、现在注射器仅剩下很短的端部封闭的一小部分针头（大约1mm），然后可送去处理以消除潜在的有毒液体从注射器中漏出和针头刺伤的危险。

图11是示出了过滤器保持架70，碳过滤器筒2，过滤器盖盘15和固定螺栓72的过滤器装置的示意图。焚化炉设有烟气过滤系统，该系统包括一个电风扇4，以便从焚化区抽吸气体（和烟气/灰尘）使其通过筒状过滤器2而排放到大气中。过滤器包括一个用于从排向大气的气体中分离烟气/尘粒的碳过滤器元件47。用碳来过滤燃烧血液发出的臭气是很有效的。

图12是每个操作过程所花时间的流程框图。整个操作仅用3秒钟。沿针头长度的焚化约需1秒，封闭针头孔约花0.7秒，而剩余部分的焚化约用1.3秒。

该装置10是很紧凑的（235mm长，205mm宽和116mm高），不需要装配，很容易从一个工作场所搬到另一个场所（如放在一辆医用推车上并装上轮子巡诊），并能方便地将所产生的有毒气体排走。

本发明的焚化炉特别有利的是可以方便地将全部焚化炉模件组30从焚化炉的剩余部分上卸下，以便定期检修或清洗。

虽然上面对一个优选实施例作了详细描述，但很明显，在不超出本发明构思及权利要求书所提出的保护范围的情况下，可根据上述教导对本发明作各种改型和改变。

Claims (40)

1、一种处置注射器针头的焚化炉包括：

第一电触点装置和第二电触点装置，第一电触点装置在横跨注射器针头宽度上并大约位于相对位置处接通电源，以使电流流过相对位置间的宽度而熔合并封闭针头，第二电触点装置与电源相联，使电流注流过注射器针头的一部分长度并焚化该部分。

2、根据权利要求1所述的焚化炉，其特征是所述第一电触点装置包括在横跨针头宽度上并大约于相对位置处与针头侧面接触的第一密封触点和第二密封触点，所述第一和第二密封触点由第一间隙分开。

3、根据权利要求2所述的焚化炉，其特征是所述第二电触点装置包括配置成接触针头侧面的侧向电极触点和配置成接触针头的针尖的针尖电极触点，所述侧向电极触点和针尖电极触点由第二间隙分开。

4、根据权利要求3所述的焚化炉，其特征是还包括向所述侧向触点和针尖触点提供电流的供电装置。

5、根据权利要求4所述的焚化炉，其特征是所述供电装置提供足够的电流使所述针头部分处于约800℃-1000℃的温度。

6、根据权利要求3所述的焚化炉，其特征是所述供电装置提供约120A的电流。

7、根据权利要求6所述的焚化炉，其特征是还包括使至少所述第一和第二密封触点之一向另一个触点移动而接触针头的侧面使其呈电接触状态的移动装置。

8、根据权利要求7所述的焚化炉，其特征是所述供电装置还向所述密封触点提供足够电流和电压，以封闭针头。

9、根据权利要求7所述的焚化炉，其特征是所述移动装置使所述密封触点以能夹紧针头的足够的力接触针头。

10、根据权利要求3所述的焚化炉，其特征是还包括第三电触点装置，该第三电触点装置联通电源，使电流流过在所述密封触点和针头的针尖之间延伸的注射器针头长度的剩余部分，并使该部分焚化。

11、根据权利要求10所述的焚化炉，其特征是所述第三触点装置包括侧向触点和密封触点中的一个触点。

12、根据权利要求1所述的焚化炉，其特征是所述触点装置包括由大约90%银和约10%镉组成的触点。

13、根据权利要求8所述的焚化炉，其特征是电源供给装置包括至少一节可充电电池，而焚化炉被制成可由医务人员便携的形状。

14、一种处置注射器针头的焚化炉包括：

第一对电触点，该触点用于在横跨注射器针头宽度上并大约位于相对位置处接通电源，致使电流流过相对位置间的宽度而熔合并封闭针头;以及

第二对电触点，该触点用于联通电源，使电流流过注射器针头长度的一部分并焚化该部分。

15、一种处理皮下注射头的方法包括：

提供联通电源使电流能流过皮下注射器针头的宽度来封闭针头的第一电触点装置，和联通电源使电流能流过注射器针头一部分长度来焚化所述部分的第二电触点装置;

控制第二电触点装置，以便焚化针头的所述部分;以及

控制第一电触点装置，以便封闭针头。

16、根据权利要求15所述的方法，其特征是所述第二电触点装置在所述第一电触点装置工作以前工作。

17、根据权利要求14所述的焚化炉，其特征是所述第一对电触点包括一个第一密封触点和一个第二密封触点，它们在横跨针头宽度、大约成相对位置之处与针头侧面接触，所述第一和第二密封触点由第一间隙分开。

18、根据权利要求14所述的焚化炉，其特征是所述第二对电触点包括被配置成与针头侧面接触的侧向电极触点和被配置成与针头的针尖接触的针尖电极触点，所述侧向电极触点和针头电极触点由第二间隙分开。

19、根据权利要求18所述的焚化炉，其特征是还包括用于向所述侧向触点和针尖触点提供电源的供电装置。

20、根据权利要求19所述的焚化炉，其特征是所述供电装置适合于提供足够的电流来使针头部分的温度升高到约800-1000℃。

21、根据权利要求18所述的焚化炉，其特征是所述供电装置适合于提供大约120A的电流。

22、根据权利要求21所述的焚化炉，其特征是还包括至少与所述第一和第二密封触点之一的触点成驱动关系的电机，该电机使所述至少一个触点向另一触点移动来接触针头的侧面，以与之电接触。

23、根据权利要求22所述的焚化炉，其特征是所述的供电装置还用于向所述密封触点提供足够电流和电压来封闭针头。

24、根据权利要求23所述的焚化炉，其特征是所述电机用于驱动所述密封触点与针头接触，以熔合针头并使所述两触点相互停在一预定的距离处。

25、根据权利要求18所述的焚化炉，其特征是还包括用于联通电源使电流流过在所述密封触点和针头的针尖之间的注射器针头长度的剩余部分并焚化上述剩余部分的第三对电触点。

26、根据权利要求25所述的焚化炉，其特征是第三对触点包括所述针尖触点和所述密封触点中的一个触点。

27、根据权利要求14所述的焚化炉，其特征是所述触点的至少一个触点是由含银材料制成。

28、根据权利要求27所述的焚化炉，其特征是所述触点的至少一个触点由含镉材料制成。

29、根据权利要求28所述的焚化炉，其特征是所述触点的至少一个触点由含约90%的银和约10%的镉的材料制成。

30、根据权利要求29所述的焚化炉，其特征是至少一个所述触点的接触针头的整个表面由所述材料制成，用以防止熔化的针头粘到所述触点上。

31、根据权利要求23所述的焚化炉，其特征是所述供电装置包括至少一个充电电池，而所述焚化炉为医务人员可便携的结构形状。

32、根据权利要求14所述的焚化炉，其特征是还包括围住所述触点、一个过滤器和一台风扇的腔室，风扇用以使焚化区的烟气通过过滤器排出腔室。

33、根据权利要求23所述的焚化炉，其特征是还包括具有一插孔的插针座，注射器针头从插孔中插入，所述插针座安装成沿针头纵轴方向运动，所述插针座配置在注射器针脚和触点之间。

34、根据权利要求33所述的焚化炉，其特征是所述插针座的插孔小于针脚，通过操作者压注射器使针脚推着所述插针朝所述触点方向移动。

35、根据权利要求34所述的焚化炉，其特征是所述供电装置包括配置有由插针座移动而被驱动到预定位置的电机开关，该开关将供电装置与上述电机联通，以便启动电机开关时，所述电机驱动至少一个密封触点朝另一触点移动。

36、根据权利要求35所述的焚化炉，其特征是还包括在针头由所述密封触点熔化以后使所述电机逆转而将所述两密封触点分开的微处理机开关。

37、根据权利要求22所述的焚化炉，其特征是所述两触点中的一个被安装成保持静止，而另一个安装成由电机驱动而朝所述静止触点移动。

38、如权利要求16所述的方法，其特征是还包括以下步骤：

a、提供一个带孔的插针座，针头但不是整个注射器可伸入到该孔内;以及移动所述第一电触点装置使之与针头相接触的电机;

b把针头插入所述孔内并穿过所述第二电触点装置;

c然后使所述第二电触点装置工作;

d重复步骤c和d，直到所述插针座由注射器压着并移动到预定位置为止;

e使电机运转，以便使第一电触点装置移动到与针头相接触;

f然后使所述第一电触点装置工作来熔合和封闭针头端部，以防止任何液体从注射器的针头中流出。

39、根据权利要求38所述的方法，其特征是还包括下列步骤：

提供与电源联通的第三电触点装置，使电流流过所述第一电触点装置和针头的针尖之间的针头的剩余部分并焚化该部分，在所述第一电触点装置工作之后使所述第三电触点装置工作来焚化所述剩余部分。

40、根据权利要求39所述的方法，其特征是所述电机移动所述第一电触点装置使其与针头接触来熔合和封闭针头但触点本身并不接触。

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