CN112930016A - 一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种常温下基于低温等离子体的医用设备消毒箱，箱体的底部安装有万向轮，其特征在于：箱体包括低温等离子体发生装置模块，气流控制模块，电机驱动模块以及电源模块。其中等离子体发生装置包括放电组件以及等离子体发生器；气流控制模块包括气罐、气流控制器以及洗气装置；电机驱动模块包括两个电机，用来控制等离子体发生器以及待处理设备夹的运动。本公开通过等离子体中的各种电子、离子、活性氧、活性氮、惰性气体分子的激发态和亚稳态等高能活性粒子作用于医疗器械，对设备表面的细菌、病毒进行清除，实现对医疗器械的灭菌消毒，整个过程处于常温状态，不会对设备产生任何破坏。

Description

一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置及方法

技术领域

本公开属于低温等离子体灭菌设备技术领域，具体涉及一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成现有技术。

传统的灭菌方法主要从热力、化学和辐射等方面进行细菌灭活，新兴的灭菌方法利用超高压、超声波、脉冲电场和低温等离子体等新型手段进行灭菌。这些方法均各有优劣，有些可以达到消毒水平(菌落数3个数量级的下降)，也有些可以达到灭菌水平。但传统的灭菌方法都存在灭菌空间的限制或新增毒性化学物质等缺点，在灭菌时也有会对周围环境造成影响，并且灭菌时间较长效率较低。大气压低温等离子体灭菌法可以在不对周围环境造成影响的情况下实现高效快速灭菌。

据低温等离子体温度的高低划分可分为高温等离子体和低温等离子体。所谓高温等离子体指等离子体温度可达10000eV以上的核聚变等离子体；而低温等离子体指电子温度在几到几十电子伏之间的工业应用等离子体。低温等离子体内部电子能量远高于离子温度，因此，一方面较高电子温度能使分子激发、解离或电离，可以激活高能量水平的化学反应；另一方面较低的离子温度使反应体系可以保持较低温度，乃至接近室温。这样可以节约能源提升效率，并且在普通实验室和工厂里容易实现。因此低温等离子体技术越来越受到广泛地关注。

等离子体灭菌在医用等领域已有应用。等离子体技术能达到优秀的灭菌效果，其起作用因子主要有：等离子体产生的化学活性粒子在灭菌过程中起到了关键作用，一般包括活性氧粒子和活性氮粒子，这些粒子在低温等离子体灭菌过程中与细胞充分接触使细胞灭活；高速粒子的击穿作用以及产生的短波紫外线也对灭菌有一定的作用。其灭菌过程反应体系能保持低温甚至接近室温状态，同时活性粒子以气态的方式可快速扩散至灭菌空间，实现无死角灭菌。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置及方法。

第一方面，本公开提供了一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置，包括：

等离子体产生模块；

与等离子产生模块连接的驱动模块和气流模块；

等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式进行杀菌消毒；驱动模块用于驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列的运动；气流模块用于将设定气体通入等离子产生模块产生等离子体射流。

第二方面，本公开提供了一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置的使用方法，包括：

通过驱动模块驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列进行运动，有效的增大射流阵列的处理面积；

气流模块将设定气体通入等离子产生模块产生等离子体射流；

等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式对待处理的设备进行杀菌消毒。

与现有技术对比，本公开具备以下有益效果：

1、本公开提出一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置，通过等离子体发生装置模块、气流模块、驱动模块以及电源模块的协同作用，利用等离子体中的各种离子、自由基、光子、电子、激发态原子和分子等高能量的活性粒子发生的碰撞和光辐射(主要是紫外光)，实现对医疗器械的杀菌消毒，整个过程无毒无害，而且整个反应体系又能保持低温甚至接近室温，不会对医疗器械造成任何损耗和破坏。

2、本公开的等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式进行杀菌消毒；驱动模块用于驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列的运动；气流模块用于将设定气体通入等离子产生模块产生等离子体射流，该杀菌消毒装置使用大气压低温等离子体发生器采用大气压低温等离子体射流阵列的形式，既利用了大气压低温等离子体射流的温度低，不会对处理物造成破坏的优点，又弥补了其单个射流处理面积小的缺点。通过等离子体羽流与带处理物直接接触，并且通过两个驱动电机，可以对处理物充分处理，杀菌消毒更全面更彻底，使功能性更好，同时可伸缩夹子，可以对不同大小的物品进行处理，使用适应性更广。

本公开附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

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申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本公开中低温等离子体医疗器械杀菌消毒装置整体结构示意图；

图2是本公开中低温等离子体医疗器械杀菌消毒装置剖视结构示意图；

图3是本公开中低温等离子体医疗器械杀菌消毒装置原理示意图；

图4是本公开中低温等离子体医疗器械杀菌消毒装置低温等离子体作用原理示意图；

图5是本公开中低温等离子体医疗器械杀菌消毒装置实施例阵列结构俯视图；

其中101－箱体，1－低温等离子体放电观察窗口，2－操作窗口，3－进气管，4－气流控制室，5－气罐，6－万向轮，7－电源，8－大气压低温等离子体射流阵列驱动电机，9－射流阵列包裹绝缘外壳，10，大气压低温等离子体射流管，11－待处理医疗器械转动驱动电机，12－绝缘外壳，13－洗气装置，14－待处理医疗器械爪型夹，15－驱动轴，16－流量控制器，17－接地，18－高压电极，19－地电极，20－射流阵列，21－待处理医疗器械。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

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。

实施例1

如图1所示，一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置，包括：

等离子体产生模块；

与等离子产生模块连接的驱动模块和气流模块；

等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式进行杀菌消毒；驱动模块用于驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列的运动；气流模块用于将设定气体通入等离子产生模块的等离子体射流阵列产生等离子体射流。

进一步的，还包括箱体，等离子体产生模块、驱动模块和气流模块均安装在箱体内；其中等离子体产生模块安装在箱体内的顶部，驱动模块安装在箱体内的一侧，气流模块安装在箱体内的底部。

进一步的，所述等离子体产生模块包括放电组件和等离子体发生器，放电组件与等离子发生器连接；所述放电组件包括套筒、接地端、高压电极和地电极；所述等离子发生器包括等离子体射流阵列；等离子体射流阵列穿过套筒进行设置，套筒内安装有高压电极和地电极；电源通过导线与高压电极连接，地电极连接接地端，高压电极和地电极之间具有设定距离。等离子体射流阵列的一端通入气流，另一端为若干组针状结构用于产生等离子体射流。

所述等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式，射流阵列20所发出的等离子体羽流可以与待处理医疗器械21直接接触，而且大气压低温等离子体射流温度低，不会对所处理的医疗器械产生任何损坏，充分发挥低温等离子体的灭菌作用。

进一步的，所述驱动模块还用于驱动待处理设备的旋转，可实现待处理设备的全面无死角消毒。

进一步的，所述驱动模块为电机驱动模块，电机驱动模块包括两个驱动电机，分别为第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机通过驱动轴与夹持机构连接；第二驱动电机通过驱动齿轮与等离子体产生模块的等离子射流阵列连接；具体的，控制待测设备的电机8可通过驱动轴15控制待处理设备的旋转，可实现设备的全面无死角消毒；控制射流阵列的电机11通过驱动齿轮控制大气压低温等离子射流阵列的运动，可以有效的增大射流阵列的处理面积。

进一步的，所述气流模块包括依次连接的流量控制装置、洗气装置、通气导管和气罐；流量控制装置与等离子体产生模块连接。具体的，气流模块包括流量控制装置16、气罐5、洗气装置13、通气导管3以及可关闭出气口，流量控制装置可以控制进气速度以及气体中其他掺杂物的比例，以便增大所产生的等离子体的浓度。且气罐位于箱体内部，节省外部空间，使得消毒箱更加便携。所述洗气装置可以根据需要添加相应的物质，包括但不限于浓硫酸，使得气体中无蒸馏水。所述气罐中保护气与掺杂气通过洗气装置和流量控制装置，再通过气管进入大气压低温等离子体射流阵列中。

进一步的，还包括夹持机构，所述夹持机构包括第一爪型夹和第二爪型夹，所述第一爪型夹与驱动模块的第一驱动电机连接，具体的，电机通过驱动轴与第一爪型夹连接，控制第一爪型夹的旋转运动。所述第二爪型夹为从动夹，通过与第一爪型夹配合夹持待处理设备，由第一爪型夹的旋转运动带动待处理设备运动，第二爪型夹随待处理设备从动。所述第一爪型夹和第二爪型夹均设有伸缩杆，可以进行伸缩运动。具体的，第一爪型夹安装在箱体的一侧面，第二爪型夹安装另一侧面，第二爪型夹所处侧面与第一爪型夹所处侧面相对，使得两个爪型夹能够夹持待处理设备；待处理设备采用细爪状夹子夹持14，而不是放于平台上，可以实现待处理设备的无死角处理，左侧夹子为电机驱动夹，右侧夹为从动夹，受左侧夹与物品带动，并且夹子可伸缩，可以对不同大小的物品进行处理，使用适应性更广。

还包括消毒柜，等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式对消毒柜内区域进行杀菌消毒。所述消毒柜为所述箱体内部形成的灭菌空间。

工作原理：该杀菌消毒装置使用大气压低温等离子体发生器采用大气压低温等离子体射流阵列的形式，既利用了大气压低温等离子体射流的温度低，不会对处理物造成破坏的优点，又弥补了其单个射流处理面积小的缺点。通过等离子体羽流与带处理物直接接触，并且通过两个驱动电机，可以对处理物充分处理，杀菌消毒更全面更彻底，使功能性更好，同时可伸缩夹子，可以对不同大小的物品进行处理，使用适应性更广。

其中，过低温等离子体中的各种电子、离子、活性氧、活性氮、惰性气体分子的激发态和亚稳态等高能活性粒子作用于医疗器械，对设备表面的细菌、病毒进行清除，实现对医疗器械的灭菌消毒，整个过程处于常温状态，不会对设备产生任何破坏。

实施例2

一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置的使用方法，包括：

通过驱动模块驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列进行运动，有效的增大射流阵列的处理面积；

气流模块将设定气体通入等离子产生模块产生等离子体射流；

等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式对待处理的设备进行杀菌消毒。

其中射流阵列所发出的等离子体羽流可以与待处理医疗器械直接接触，而且大气压低温等离子体射流温度低，不会对所处理的医疗器械产生任何摔坏，充分发挥低温等离子体的灭菌作用。

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

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，包括：

等离子体产生模块；

与等离子产生模块连接的驱动模块和气流模块；

等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式进行杀菌消毒；驱动模块用于驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列的运动；气流模块用于将设定气体通入等离子产生模块产生等离子体射流。

2.如权利要求1所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，所述等离子体产生模块包括放电组件和等离子体发生器，放电组件与等离子发生器连接。

3.如权利要求2所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，所述放电组件包括套筒、接地端、高压电极和地电极；所述等离子发生器包括等离子体射流阵列。

4.如权利要求2所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，所述等离子体射流阵列穿过套筒进行设置，套筒内安装有高压电极和地电极；电源通过导线与高压电极连接，地电极连接接地端，高压电极和地电极之间具有设定距离。

5.如权利要求1所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，所述气流模块包括依次连接的流量控制装置、洗气装置、通气导管和气罐；流量控制装置与等离子体产生模块连接。

6.如权利要求1所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，还包括夹持机构，所述夹持机构包括第一爪型夹和第二爪型夹，所述第一爪型夹与驱动模块的第一驱动电机连接，所述第二爪型夹为从动夹。

7.如权利要求6所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，所述驱动模块包括第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机通过驱动轴与夹持机构连接；第二驱动电机通过驱动齿轮与等离子体产生模块的等离子射流阵列连接。

8.如权利要求1所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，还包括消毒柜，等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式对消毒柜内区域进行杀菌消毒。

9.如权利要求1所述的医疗器械杀菌消毒装置，其特征在于，还包括箱体，等离子体产生模块、驱动模块和气流模块均安装在箱体内；其中等离子体产生模块安装在箱体内的顶部，驱动模块安装在箱体内的一侧，气流模块安装在箱体内的底部。

10.一种基于低温等离子体的医疗器械杀菌消毒装置的使用方法，其特征在于，包括：

通过驱动模块驱动等离子产生模块的等离子体射流阵列进行运动，有效的增大射流阵列的处理面积；

气流模块将设定气体通入等离子产生模块产生等离子体射流；

等离子体产生模块采用大气压低温等离子体射流阵列的形式对待处理的设备进行杀菌消毒。

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