CN111135323A - 智能超强消毒力零排毒消毒装置 - Google Patents

Abstract

智能超强消毒力零排毒消毒装置。本发明装置实现一种使用场合灵活、使用操作简单方便、消毒时间短效果好的消毒装置，其特点有1.消毒灭菌能力超强：应用“高真空饱和臭氧法”，让微电脑协调控制多种消毒灭菌手段，使它们有机配合，协同动作，消毒效果特好；2.这种消毒方式能够杀灭堆叠放置的成批被消毒物品内部的病毒细菌，工作效率高，特别适合于瘟疫流行期间的医院使用；3.对被消毒物品损害和破坏很小：消毒过程没有高温，被消毒物品不用下水，也没有对被消毒物品施以较大机械力。

Description

智能超强消毒力零排毒消毒装置

技术领域

本发明涉及对口罩、衣服或其它医疗、生活物品进行消毒灭菌的设备。

背景技术

医院经常要用到各种消毒灭菌的设备，在瘟疫流行的时期，许多家庭也要对衣服、口罩等生活用品进行消毒灭菌。现在对于一些需要有严格消毒的器具，通用的方法是用蒸煮、高温加热的方法进行消毒，但这种方法不甚方便，特别是对防护衣、口罩等东西，有的其材料不耐高温，或不耐水洗，因此不能用这种方法进行消毒；现在也有臭氧消毒器、紫外线消毒器等消毒设备，但由于功能单一和性能欠佳等原因造成消毒效果不可靠，例如，简单的紫外线消毒只能杀灭紫外线照射到的被消毒物品的表面的病毒细菌，不能杀灭背光一面以及被消毒物品内部的病毒和细菌；使用通常的臭氧消毒，也因被消毒物品内部已经被空气充满，臭氧空气也只能从被消毒物品旁边流过，无法进入被消毒物品内部，特别是多件被消毒物品堆叠在一起的时候，更无法对被消毒物品内部进行消毒。这种情况下许多不能下水的防护衣和口罩只能使用一次就丢弃，造成极大浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能、使用简单方便、具有超强消毒灭菌能力和对被消毒物品损害最小的消毒装置。

本发明目的是这样实现的：

设计一个耐负压的密封箱或密封柜，由主箱体和箱门组成；密封箱箱体里面装进一组深紫外线发光器件；用真空泵将箱内空气抽到箱外；有一套能产生臭氧的装置；有一套在消毒过程中对各消毒部件进行智能控制的微电脑（含单片机）控制系统，该系统的软件能根据被消毒物品的数量和特性，智能地控制各消毒部件协调动作，使之以合理的时序互相配合，互相支持，保证有足够的臭氧空气进入堆叠的被消毒物品内部进行消毒，以实现最短时间用最小的电耗获得杀毒灭菌的最佳效果：

(1)适时调整真空泵和臭氧发生器的运行时间占空比或转速，形成适应消毒过程不同时段所需的空气流速度和真空度；

(2)科学地选择并执行消毒全过程中各时段的合理时间分配；

(3) 用“高真空-饱和臭氧法”法对被消毒物品进行消毒：即用真空泵将密封箱空间（含被消毒物品内部）抽成高度真空，然后关闭真空泵，用臭氧发生器的气泵或其它风扇将空间超饱和灌满臭氧空气（此时密封箱的压力超过大气压力），这个过程可反复交替进行，确保有足够数量的新鲜臭氧空气进入堆叠的被消毒物品内部，并保持足够的消毒时间将被消毒物品上的病毒、细菌彻底杀灭。

本发明申请实现一种使用场合灵活、使用操作简单方便、消毒时间短的消毒装置，由于应用微电脑协调控制多种消毒灭菌手段，使它们有机配合，协同动作，消毒灭菌能力超强，效果特好，由于消毒过程没有高温，被消毒物品不用下水，也没有产生对被消毒物品施以较大机械力，因此对被消毒物品损害和破坏很小，而且这种超强消毒能力的消毒方式能够杀灭堆叠放置的成批被消毒物品内部的病毒细菌，消毒效率特高，因此特别适合于瘟疫流行期间的医院使用。

下面结合实施例做进一步说明:

图1是本消毒箱实施例的原理示意图。

本实施例采用深紫外发光管uvLED作为紫外线发生器，为了充分发挥紫外线辐射的效率，将这些发光管分别均匀布置在被消毒物品上、下两方，即同时布设在箱顶和箱底上，箱体侧面采用光亮的金属片制作，或涂敷反光材料，从而减少紫外线能量损失，且实现了多方位照射被消毒物品；为了便于安装、擦洗，又不至遮挡、削弱光照度，本实施例中将这些发光管嵌装在一块均匀地钻有安装孔的亚克力板上，发光管和钻孔大小应精密配合，必要时发光管周边涂以密封胶，为了提高紫外线的使用效率，预先在在亚克力板上喷涂一层反光材料。

本实施例选用能产生较高真空度的真空泵将密封箱中的空气排出密封箱，即将密封箱内空气抽空。抽真空本身就是一种消毒灭菌的手段：(1)形成穿过被消毒物品气流的压力，以便强行吸走粘附在被消毒物品上的含有病毒、细菌的气溶胶和尘埃颗粒，这些气溶胶和带毒颗粒被拉出被消毒物品后，在流向真空泵吸口的过程中可以被紫外线杀死；(2)当真空度达到一定程度时，部分病毒所依附的生物细胞和细菌的细胞膜将受到相当的破坏——细胞中的水分被强行抽走，细胞膜被胀破，因而直接杀死细菌和病毒；(3) 真空状态将大大加快水分蒸发的速度，起到低温烘干被消毒物品的作用，被消毒物品快速干燥的过程，病毒及其所依附的气溶胶颗粒、细菌也随着水分子被强行剥离然后被真空泵吸走。

真空泵的进气口安装在密封箱的上端。为了节能和提高工作效率，大型消毒箱里可以配套安装一个真空度传感器，以便为电脑控制提供更准确依据，也方便用户了解消毒过程。

本实施例中承放被消毒物品的搁板是一块遮光很少的筛网状金属丝网，以便箱底部发光管发出的紫外线能很好地照到被消毒物品的下面，底层的空气也容易穿透被消毒物品流向真空泵的进气口。必要时，本搁板可以连接一个小电动机带动的偏心轮，使搁板震动，搁板带动被消毒物品震动，这样可以抖下干燥后粘附在被消毒物品上的带毒脏污物，让其被真空泵吸走。

网状搁板下面要留有必要的空间，以便底面发光管发射的紫外线能均匀地照到被消毒物品，气流也更通畅，可以更均匀地穿透被消毒物品。

同样网状搁板上方要留有更大的空间，除了考虑顶盖发光管发射的紫外线能均匀地照到被消毒物品，还要考虑堆放被消毒物品占用空间，而且要考虑病毒细菌流向真空泵吸气口有一定时间，以便紫外线将它们杀死。

为了进一步提高消毒灭菌的可靠性，本发明中加装了臭氧发生器，用高压放电电离空气产生臭氧，转而产生初生态氧来杀灭病毒、细菌。安装时，应把臭氧发生器的出气口装在离真空泵吸气口远端的空间——在真空泵的吸气口的对角线位置上。

如果能采用能产生185nm左右的能激发空气产生臭氧的紫外线发光管，或者采用185nm波段紫外线灯管来做紫外线发生器，则它们能兼起到臭氧发生装置的作用，这时就不必安装专门的臭氧发生器，但要考虑在原来臭氧发生器出气口附近设置一个进气阀门，如图2所示，其阀门的开启程度是可以电控的，以便微电脑对它进行控制。

上述装置排出的废气一般带有未被杀死的病毒和细菌，为了实现连续消毒的过程中零排毒，本消毒装置的出气口连接空气消毒器，所述空气消毒器是一段软管或其它固定形状的密封容器，里面装有紫外发光管灯带或紫外线灯管；该软管要有足够大直径和长度，密封容器要有足够的容积，使进入该空气消毒器的废气气流速度变慢，以便紫外线有足够时间照射废气，将废气中的病毒细菌杀灭干净，让更多臭氧还原成普通氧气。

为了协调控制上述部件的工作，本发明申请采用微电脑（含单片机）对整个消毒过程进行智能控制，实施例中采用11F32系列单片机进行控制，用液晶显示器或LED显示器显示工作状态（例如显示倒计时时间和真空度），控制系统还带有语音系统，可以用语音向用户报告消毒过程相关信息，并给用户以必要的安全、操作提示。

电脑中编进软件，该软件能根据被杀毒物品的数量和特性，智能地控制各部件协调动作，实现最短时间用最小的电耗获得杀毒灭菌的最佳效果。该软件应含有如下功能：

(1)适时调整真空泵和臭氧发生器的运行时间占空比或转速，形成适应消毒过程不同时段所需的空气流速度和真空度；

(2)科学地选择并执行消毒全过程中各时段的合理时间分配；

(3) 用反复交替执行“高真空饱和臭氧法”的方法，确保有足够数量的新鲜臭氧空气分批进入被消毒物品内部，经过足够的时间将被消毒物品上的病毒、细菌杀灭。

下面是一套针对图1模型设计的控制流程，供参考，从本流程也可看出本发明装置消毒效力特强的原理：

(1)关闭箱门→(2)打开紫外线发光装置→(3)逐步加大功率打开真空泵→(4)维持极限真空状态10秒钟（以达到一定真空度）→(5)打开震动机→(6)以2秒一次的频率开、关震动机→(7)1分钟后（此时被消毒物品处于粘附脏污物被抖净的高真空状态），→(8)关闭真空泵、启动臭氧发生器，以便形成“臭氧空气高饱和”状态——保证含臭氧的空气充满密封箱空间和堆叠的被消毒物品的内部空间→(9)保持此状态x分钟(以保证本次进入被消毒物品内部的臭氧已接近全部离解成初生态氧，并有充分机会与病毒、细菌发生碰撞以便消灭它们，其时间取决于密封箱的大小、堆叠被消毒物品的数量和臭氧空气中臭氧的浓度)，→(10)关闭臭氧发生器，重复(3)-(9)动作n次（因一次进入被消毒物品内部的臭氧数量有限，可能不足以将其中的病毒、细菌全部消灭，必须多次充进新鲜臭氧才能完成彻底消灭）→（11）打开真空泵x分钟，以抽走密封箱中的含毒空气→(12)x分钟后关闭真空泵和紫外线电源，打开进气阀门（打开臭氧发生器的阀门，但不提供其产生臭氧的高压电源），以便慢慢放进新鲜空气。

有益效果：本发明申请的有益效果是很明显的——

1、消毒灭菌效果最好：

每种消毒方法有其独特的效果，也有其不足的一面：发光管紫外线消毒具有经济节能、省电、安全和快速等优点，但它只能杀死被消毒物品表面的病毒和细菌，本发明采用双面照射法，将其效果提高一倍，又设计了周边反光壁的反射，可以说是全方位照射被消毒物品，可以收到紫外线消毒的最佳效果；但对于较厚的被消毒物品或多件物品叠放一起同时消毒的情况，其中心部分不能完全消毒；为此我们这里采用了真空消毒法和臭氧消毒法作补充：高真空条件下，可以形成细胞膜内外的巨大压力差，强行吸走细胞中的水分，引起细胞膨胀，胀死细菌、胀破病毒依附的气溶胶颗粒；像真空能抽出果蔬水分、使其快速干燥一样，真空能使被消毒物品迅速干燥，然后将粘附在被消毒物品表面的气溶胶和细菌被强行剥离并被真空泵吸走，搁板带动被消毒物品的震动，进一步加强了这种剥离进程，而且会使阻挡气溶胶等颗粒定向运动的阻力因素受到震动破坏，使被剥离的颗粒顺利流向真空泵的吸入口，这个过程就像拍打晒得很干的被褥一样。经过上述处理之后，我们在相对干净和高度真空条件下，启动臭氧发生器，这时带臭氧的空气可以被真空吸入被消毒物品的内部深处，以对少量顽固粘附的残余病菌病毒进行消灭，由于此时可以和初生态氧发生作用的气溶胶、细菌等的数量已经减少了许多，加上真空状态下的初生态氧离子活动能力特强，所以其消毒灭菌的效果特强，很容易把残余病毒、细菌消灭；但，一次吸入被消毒物品内部的含臭氧空气数量可能不足以将被消毒物品深部的病毒细菌全部消灭，我们又借助电脑控制自动地多次重复上述过程，直到把病毒细菌全部杀灭干净。

除了消毒效果特好，本发明消毒装置的特点是可以对成批叠放的被消毒物品进行消毒，因此大大提高了消毒工作的生产效率，使本发明装置特别适合疫情流行期间的医院使用。

对被消毒物品损害和破坏很小：消毒过程没有高温，被消毒物品不用下水，也没有对被消毒物品施以较大机械力。

附图说明:

图1 是本消毒箱的原理示意图，其中A是消毒箱箱主箱体；B是其机脚；C是箱门；D1、D2是紫外线发光管安装板；E是筛网状搁板；F是电控箱，微电脑（含单片机）及相关电气控制部件都安装在这里；G是真空泵，其吸气口与密封箱空间相连，其出气管应连接导一段消毒管，再用普通导气管将废气排到室外合适的空间；H是带空气压缩泵的臭氧发生器，其产生的含臭氧空气通过出气管（图中靠箱底的黑线）送到消毒箱中的合适位置。

图2 是采用紫外线灯消毒箱的原理示意图，其中A是消毒箱箱主箱体；B是其机脚；C是箱门；D是紫外线发光管安装板；E是筛网状搁板；F是电控箱，微电脑（含单片机）及相关电气控制部件都安装在这里；G是真空泵，其吸气口与密封箱空间相连，其出气管应连接消毒管和普通导气管将废气排到室外合适的空间；H是能成生臭氧的一排紫外线灯，图中紫外线灯是垂直箱门布置，根据消毒箱大小改用平行箱门安装也是可以的。

具体实施方式：

上述消毒过程中，真空灭菌效果主要取决于真空度；紫外线消毒要有一个与紫外线强度适配的必要时间；臭氧消毒更要有一个产生足够臭氧分子的并让其与病毒、细菌有相遇、相结合的机会，有其必要的浓度、时间，还要求有个最适宜的气流速度。各种消毒手段有着不同的特长、使用条件和要求，这些要求是互相矛盾，互相制约的，这些要求与消毒部件性能参数有关，还与被消毒物品的数量、性质有关。所以生产厂家必须根据产品用途不同对产品进行分类定型，根据不同用途型号确定本发明设备的具体大小和结构方式，选择、配置不同型号的部件，并通过实验找出对应型号对部件控制的最佳时序规律，然后编辑多套执行上述流程的电脑程序，由用户酌情选用。

注意本发明装置的真空泵出气口排出的废气在一定时间内含有臭氧（数十分钟后会自行分解消失），应连接导气管将废气排到室外合适的空间。

Claims (10)

1.一种用来消毒灭菌的装置，其特征是

有一个耐压的密封箱（柜），由主箱体和箱门组成；密封箱里面装有一组深紫外线发光器件；用真空泵将箱内空气抽到箱外；有产生臭氧的装置；有一套在消毒过程中对各消毒部件进行智能控制的微电脑（含单片机）控制系统，该系统的软件能根据被消毒物品的数量和特性，智能地控制各消毒部件协调动作，使之以合理的时序互相配合，互相支持，用 “高真空饱和臭氧法”对被消毒物品进行消毒：即用真空泵将密封箱空间（含被消毒物品内部空隙）抽成高度真空，然后关闭真空泵，用臭氧发生器的气泵或其它风扇将空间超饱和灌满臭氧空气，确保有足够数量的新鲜臭氧空气进入被消毒物品内部，并保持足够的消毒时间将被消毒物品上的病毒、细菌彻底杀灭。

2.根据权利要求1所述装置,其特征是紫外线发光器件是分别布设在被消毒物体的上方和下方，从不同方向照射被消毒物品。

3.根据权利要求2所述装置,其特征是所述紫外线发光器件是由紫外线发光管LED群组成，这些紫外线发光管嵌装在一块均匀地钻有安装孔的反光良好的板块上，密封箱周边用反光良好的材料或涂有反光材料的材料制作，。

4.根据权利要求2所述装置,其特征是所述发光管发射的紫外线波长在能激发空气产生臭氧的波段，使其兼有产生臭氧装置的作用。

5.根据权利要求2所述装置,其特征是紫外线发光器件是发光光谱线能激发空气产生臭氧的185nm波段的紫外线杀菌灯。

6. 根据权利要求1所述装置,其特征是装有可以通过光线、通气性能好的筛网状搁板，该搁板受控震动，从而带动被消毒物品震动。

7.根据权利要求1所述装置,其特征是产生臭氧的装置是一套带有气泵的臭氧

发生器，其产生的含臭氧空气通过通气管子输送到密封箱内远离密封箱出气口的合适地方。

8.根据权利要求1所述装置,其特征是为了实现连续消毒过程中零排毒，本

消毒装置的出气口连接空气消毒器，所述空气消毒器是一段软管或其它固定形状的密封容器，里面装有紫外发光管灯带或紫外线灯管。

9.根据权利要求8所述装置,其特征是装有真空度传感器、倒计时时间显示器和真空度显示器。

10.根据权利要求1所述装置,其软件特征是：

(1)适时调整真空泵和臭氧发生器的运行时间占空比或转速，形成适应消毒过程不同时段所需的空气流速度和真空度；

(2)科学地选择并执行消毒全过程中各时段的合理时间分配；

(3) 用反复交替执行“高真空饱和臭氧法”的方法，确保有足够数量的新鲜臭氧空气分批进入被消毒物品内部，经过足够的时间将被消毒物品上的病毒、细菌杀灭。

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