CN111298295A - 空气等离子体发生装置及具有其的医疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空气等离子体发生装置及具有其的医疗设备。空气等离子体发生装置，包括：介质层的第一端与壳体相连接，介质层的第二端的端部形成工作端并外露于空气中，至少部分的电极部位于介质层内；当电极部与电源导通时，电极部产生的高压电流作用于工作端，以使工作端的外表面形成用于杀菌的等离子体源。这样设置使得该空气等离子体发生装置携带起来更加方便、实用性强。采用该空气等离子体发生装置的结构简单、体积小。

Description

空气等离子体发生装置及具有其的医疗设备

技术领域

本发明涉及等离子发生装置设备技术领域，具体而言，涉及一种空气等离子体发生装置及具有其的医疗设备。

背景技术

现有技术中公开了一种便携式大气辉光放电等离子体射流及静电纺丝一体装置，该发明选择等离子体射流装置，钢针在高电压作用下激励空气放电，产生冷空气等离子体射流，对伤口创面进行消毒处理。利用静电纺丝装置，手压按键使经过处理的AgNO3/PAN静电纺丝溶液在高电压作用下产生静电纺丝，包覆伤口创面。该设备结构一体化，但需气路工作，体积较大，装置拓展性不强。现有技术中公开了一种还公开了一种基于大气压低温等离子体活化溶液灭活病毒的方法，该发明采用大气压低温等离子体活化溶液处理病毒的方法，可以达到有效灭活病毒的效果，无毒、无刺激、无异味，有效避免甲醛等化学剂灭活病毒遗留的环境污染的问题，但在该发明产生等离子体需借助惰性或单种易击穿气体，装置体积较大，且生产成本很高。现有技术中还公开了一种利用放电的除菌装置。该发明利用表面等离子体活化小液滴，能够同时实现较强的除菌效果和有害物质的抑制。但该发明需要额外的产生液滴的装置，整体体积较大。

综上所述，目前在生物医学方面，对于杀菌消毒的等离子体装置较为庞大，无法普及应用。便携性、成本低和安全性是等离子体生物医学的几个难点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种空气等离子体发生装置及具有其的医疗设备，以解决现有技术中杀菌消毒的等离子体装置体积大不易携带的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种空气等离子体发生装置，包括：壳体；电极部，电极部设置于壳体内；介质层，介质层的第一端与壳体相连接，介质层的第二端的端部形成工作端并外露于空气中，至少部分的电极部位于介质层内；其中，当电极部与电源导通时，电极部产生的高压电流作用于工作端，以使工作端的外表面形成用于杀菌的等离子体源。

进一步地，工作端外露于标准状态下的气体中。

进一步地，介质层包括：介质层主体，介质层主体为一端开口的桶状结构，介质层主体的开口端位于介质层主体的第一端，桶状结构的底部的外表面形成工作端的工作面，介质层主体通过开口端与壳体相连接。

进一步地，开口端的内周面上设置有螺纹结构。

进一步地，介质层主体的第二端的内径沿介质层主体的第一端至第二端的方向逐渐减小地设置以形成锥形孔。

进一步地，电极部的一端延伸至锥形孔内相配合地设置。

进一步地，空气等离子体发生装置还包括：储能模块和控制开关，储能模块设置于壳体内，储能模块形成电源，控制开关通过大径端与储能模块相导通。

进一步地，控制开关与壳体相连接，控制开关具有打开位置和关闭位置，当控制开关位于打开位置时电极部与储能模块导通，当控制开关位于关闭位置时，电极部与储能模块断开。

进一步地，控制开关包括：导电弹簧，导电弹簧套设于小径端上；导电弹片，导电弹片与导电弹簧相邻地设置；按键开关，按键开关可活动地与壳体相连接并与导电弹片相抵接，按压按键开关可使导电弹片位于打开位置或关闭位置。

进一步地，空气等离子体发生装置还包括：变压器，变压器设置于壳体，变压器的输出端与导电弹片电性连接，变压器的输入端与储能模块电性连接；升压模块，升压模块设置于壳体内并与储能模块电性连接。

进一步地，电极部的材料由铜、钨或碳纤维制成，和/或介质层的材料由聚四氟乙烯或硅橡胶制成。

进一步地，壳体上设置有散热通孔。

进一步地，空气等离子体发生装置还包括：等电位结构，等电位结构与介质层相连接。

进一步地，壳体具有握持部，等电位结构包括：金属片，金属片的一端与介质层相接触，金属片的另一端位于握持部处。

根据本发明的另一方面，提供了一种医疗设备，包括空气等离子体发生装置，空气等离子体发生装置为上述的空气等离子体发生装置。

应用本发明的技术方案，采用该空气等离子体发生装置，使得将介质层直接外露于空气中以形成起消毒杀菌作用的等离子体源，能够减少气体损耗成本，同时设置介质层能够有效地防止电极部对待杀菌目标造成的伤害，提高了空气等离子体发生装置的安全性。同时在壳体内设置储能模块，能够实现电源一体化设计，使得该空气等离子体发生装置携带起来更加方便、实用性。采用该空气等离子体发生装置的结构简单、体积小。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的空气等离子体发生装置的实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的空气等离子体发生装置的实施例的爆炸结构示意图；

图3示出了根据本发明的介质层与电极部的实施例的爆炸结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、壳体；11、散热通孔；

20、储能模块；

30、电极部；

40、介质层；41、介质层主体；

50、控制开关；51、导电弹簧；52、导电弹片；53、按键开关；

60、变压器；

70、升压模块。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图1至图3所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种空气等离子体发生装置。

具体地，如图1和图2所示，该空气等离子体发生装置包括壳体10、电极部30、介质层40。电极部30设置于壳体10内。介质层40的第一端与壳体10相连接，介质层40的第二端的端部形成工作端并外露于空气中，至少部分的电极部30位于介质层40内。其中，当电极部30与电源导通时，电极部30产生的高压电流作用于工作端，以使工作端的外表面形成用于杀菌的等离子体源。

在本实施例中，采用该空气等离子体发生装置，使得将介质层直接外露于空气中以形成起消毒杀菌作用的等离子体源，能够减少气体损耗成本，同时设置介质层能够有效地防止电极部对待杀菌目标造成的伤害，提高了空气等离子体发生装置的安全性。采用该空气等离子体发生装置的结构简单、体积小。其中，待杀菌目标可以是人体。

其中，工作端外露于标准状态下的气体中。本申请采用悬浮电极形式的介质阻挡放电，以标况空气作为击穿气体，产生的等离子体源处理面积不受被处理物体体积限制，等离子体源具有安全性、强效杀菌、气体温度适宜等特性，使得本申请的空气等离子体发生装置能够应用于临床医疗，包括抗感染、创伤治疗、止血、皮肤病治疗、洁牙、肌肤美容等。

如图3所示，介质层40包括介质层主体41。介质层主体41为一端开口的桶状结构，介质层主体41的开口端位于介质层主体41的第一端，桶状结构的底部的外表面形成工作端的工作面，介质层主体41通过开口端与壳体10相连接。开口端的内周面上设置有螺纹结构。介质层主体41的第二端的内径沿介质层主体41的第一端至第二端的方向逐渐减小地设置以形成锥形孔。电极部30的一端延伸至锥形孔内相配合地设置。这样设置能够提高介质层40连接稳定性。

所述空气等离子体发生装置还包括储能模块20和控制开关50。储能模块20设置于壳体10内，储能模块20形成电极部30的连接电源，在壳体内设置储能模块，能够实现电源一体化设计，使得该空气等离子体发生装置携带起来更加方便、实用性。

为了提高电极部与介质层40的连接可靠性，电极部30具有大径端和小径端，大径端与锥形孔相配合地设置，控制开关50通过大径端与储能模块20相导通。

如图2所示，控制开关50与壳体10相连接，控制开关50具有打开位置和关闭位置，当控制开关50位于打开位置时电极部30与储能模块20导通，当控制开关50位于关闭位置时，电极部30与储能模块20断开。控制开关50包括导电弹簧51、导电弹片52和按键开关53。导电弹簧51套设于小径端上。导电弹片52与导电弹簧51相邻地设置。按键开关53可活动地与壳体10相连接并与导电弹片52相抵接，按压按键开关53可使导电弹片52位于打开位置或关闭位置。通过设置按压按键开关53可适当储能模块20能够与电极部30相导通继而在介质层40外表面形成等离子体源。这样设置能够方便地控制空气等离子体发生装置的工作状态。

进一步地，空气等离子体发生装置还包括变压器60和升压模块70。变压器60设置于壳体10，变压器60的输出端与导电弹片52电性连接。变压器60的输入端与储能模块20电性连接。升压模块70设置于壳体10内并与储能模块20电性连接。这样设置能够保证空气等离子体发生装置具有足够的电压进行工作，提高了空气等离子体发生装置的可靠性。其中，储能模块20可以是蓄电池，这样设置使得在使用空气等离子体发生装置进行杀菌消毒作业时无需通过外接电源，只需当蓄电池电量不足时，对蓄电池充电即可重复利用。该等离子体发生装置还可以设置电量提醒模块，通过电量提醒模块使用者可以直观地知道空气等离子体发生装置的蓄电池的电量的多少，还可以使用多长时间等信息。

优选地，电极部30的材料由铜、钨或碳纤维制成，介质层40的材料由聚四氟乙烯或硅橡胶制成。这样设置能够提高空气等离子体发生装置的可靠性和杀菌效率。

为了提高空气等离子体发生装置的使用寿命，壳体10上设置有散热通孔11。

上述实施例中的空气等离子体发生装置还可以用于医疗设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种医疗设备，包括空气等离子体发生装置，空气等离子体发生装置为上述实施例中的空气等离子体发生装置。

本申请将发生结构与电源一体化设置，无需外接电源、无需单独设置气路等结构，有效地降低了本申请的生产成本。

等离子体发生结构由高压电极及其表面的介质层组成。高压电极由电导率良好的材料组成，例如，铜、钨或碳纤维组成。介质层由耐腐蚀、集电荷能力强的材料加工而成，例如，聚四氟乙烯、硅橡胶等。等离子体产生于介质层外表面上，该区域的介质层厚度在保证足够的强度前提下应尽量薄，以减少等离子体的电场强度阈值。介质层与高压电极过盈配合，减少空隙。

高压连接件有弹簧和弹片等弹性物体连接，且该物料各处的曲率不应过大，避免电晕放电造成元件老化。电源模块产生交变电场，以满足介质阻挡放电要求。该模块由变压器、升压模块和储能模块组成，位于壳体内部。储能模块输出小于100V的电压，经升压后在高压电极上施加kV量级的电压。

壳体的材料应为PET、ABS等良绝缘材质。壳体在电源模块包裹区域应设开孔散热。壳体表面应有一定的摩擦率或将壳体形状设为多边形，方便持握。壳体上设有按压开关。等离子体发生区域作用于被处理物体，进行消毒、杀菌等目的。对目标区域可频繁移动，以防处理过久而灼伤。

在本申请的另一个实施例中，可在介质层表面可添加等电位结构，等电位结构与介质层40相连接。进一步地，壳体10具有握持部，等电位结构包括金属片，金属片的一端与介质层40相接触，金属片的另一端位于握持部处，当作业人员握持壳体上的握持部上时，手与握持部处的金属片接触。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种空气等离子体发生装置，其特征在于，包括：

壳体(10)；

电极部(30)，所述电极部(30)设置于所述壳体(10)内；

介质层(40)，所述介质层(40)的第一端与所述壳体(10)相连接，所述介质层(40)的第二端的端部形成工作端并外露于空气中，至少部分的所述电极部(30)位于所述介质层(40)内；

其中，当所述电极部(30)与电源导通时，所述电极部(30)产生的高压电流作用于所述工作端，以使所述工作端的外表面形成用于杀菌的等离子体源。

2.根据权利要求1所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述工作端外露于标准状态下的气体中。

3.根据权利要求1或2所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述介质层(40)包括：

介质层主体(41)，所述介质层主体(41)为一端开口的桶状结构，所述介质层主体(41)的开口端位于所述介质层主体(41)的第一端，所述桶状结构的底部的外表面形成所述工作端的工作面，所述介质层主体(41)通过所述开口端与所述壳体(10)相连接。

4.根据权利要求3所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述开口端的内周面上设置有螺纹结构。

5.根据权利要求4所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述介质层主体(41)的第二端的内径沿所述介质层主体(41)的第一端至第二端的方向逐渐减小地设置以形成锥形孔。

6.根据权利要求5所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述电极部(30)的一端延伸至所述锥形孔内相配合地设置。

7.根据权利要求6所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述电极部(30)具有大径端和小径端，所述大径端与所述锥形孔相配合地设置。

8.根据权利要求7所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述空气等离子体发生装置还包括：

储能模块(20)和控制开关(50)，所述储能模块(20)设置于所述壳体(10)内，所述储能模块(20)形成所述电源，所述控制开关(50)通过所述大径端与所述储能模块(20)相导通。

9.根据权利要求8所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，

所述控制开关(50)与所述壳体(10)相连接，所述控制开关(50)具有打开位置和关闭位置，当所述控制开关(50)位于所述打开位置时所述电极部(30)与所述储能模块(20)导通，当所述控制开关(50)位于所述关闭位置时，所述电极部(30)与所述储能模块(20)断开。

10.根据权利要求9所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述控制开关(50)包括：

导电弹簧(51)，所述导电弹簧(51)套设于所述小径端上；

导电弹片(52)，所述导电弹片(52)与所述导电弹簧(51)相邻地设置；

按键开关(53)，所述按键开关(53)可活动地与所述壳体(10)相连接并与所述导电弹片(52)相抵接，按压所述按键开关(53)可使所述导电弹片(52)位于所述打开位置或所述关闭位置。

11.根据权利要求10所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述空气等离子体发生装置还包括：

变压器(60)，所述变压器(60)设置于所述壳体(10)，所述变压器(60)的输出端与所述导电弹片(52)电性连接，所述变压器(60)的输入端与所述储能模块(20)电性连接；

升压模块(70)，所述升压模块(70)设置于所述壳体(10)内并与所述储能模块(20)电性连接。

12.根据权利要求1所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，

所述电极部(30)的材料由铜、钨或碳纤维制成，和/或

所述介质层(40)的材料由聚四氟乙烯或硅橡胶制成。

13.根据权利要求1所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述壳体(10)上设置有散热通孔。

14.根据权利要求1所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述空气等离子体发生装置还包括：

等电位结构，所述等电位结构与所述介质层(40)相连接。

15.根据权利要求14所述的空气等离子体发生装置，其特征在于，所述壳体(10)具有握持部，所述等电位结构包括：

金属片，所述金属片的一端与所述介质层(40)相接触，所述金属片的另一端位于握持部处。

16.一种医疗设备，包括空气等离子体发生装置，其特征在于，所述空气等离子体发生装置为权利要求1至15中任一项所述的空气等离子体发生装置。

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